Trắc nghiệm về Khoảng Cách Và Góc Trong Không Gian

Minh Toán

Moderator
Thành viên BQT
Câu 1:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho \(A(2; - 1;6);\,B( - 1;2;4);\,I( - 1; - 3;2)\). Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A, B sao cho khoảng cách từ I đến (P) lớn nhất.
A. \(3x + 7y - 6z + 35 = 0\)
B. \(3x - 7y + 6z + 35 = 0\)
C. \(3x + 7y + 6z - 35 = 0\)
D. \(- 3x + 7y + 6z - 35 = 0\)
Hướng dẫn​
Ta có:
\(\begin{array}{l} IA = \sqrt {{3^2} + {2^2} + {4^2}} = \sqrt {29} \\ IB = \sqrt {{0^2} + {5^2} + {2^2}} = \sqrt {29} \end{array}\)
Gọi M là trung điểm của đoạn thẳng AB.
Vì IA=IB nên \(IM \bot AB\).
Ta có: \(M = \left( {\frac{1}{2};\frac{1}{2};5} \right);IM = \frac{{\sqrt {94} }}{2}\)
20OUTxu.png

Gọi H là hình chiếu vuông góc của I lên mặt phẳng (P).
Nếu H, M là hai điểm phân biệt thì tam giác IHM vuông tại H, IH<IM hay \(IH < \frac{{\sqrt {94} }}{2}\)
Nếu H trùng với M thì \(IH = IM = \frac{{\sqrt {94} }}{2}\).
Vậy \(IH \le \frac{{\sqrt {94} }}{2}\), IH lớn nhất khi \(H \equiv M\).
Khi đó: (P) có vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_P}} = \overrightarrow {IH} = \overrightarrow {IM} = \left( {\frac{3}{2};\frac{7}{2};3} \right)\)
Vậy phương trình mặt phẳng (P) là: \(\frac{3}{2}(x - 2) + \frac{7}{2}(y + 1) + 3(z - 6) = 0\)
Hay: \(3x + 7y + 6z - 35 = 0\)

Câu 2:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng \({d_1}:\frac{{x + 7}}{3} = \frac{{y - 5}}{{ - 1}} = \frac{{z - 9}}{4},\,{d_2}:\frac{x}{3} = \frac{{y + 4}}{{ - 1}} = \frac{{z + 18}}{4}\). Tính khoảng cách giữa d1 và d2.
A. \(d\left( {{d_1};{d_2}} \right) = 25.\)
B. \(d\left( {{d_1};{d_2}} \right) = 20.\)
C. \(d\left( {{d_1};{d_2}} \right) = 15.\)
D. \(d\left( {{d_1};{d_2}} \right) = \sqrt {15} .\)
Hướng dẫn​
Ta dễ dàng kiểm tra được d1 và d2 là hai đường thẳng song song, nên ta chỉ việc lấy một điểm bất kì thuộc d1, và tính khoảng cách từ điểm đó đến d2.
Gọi \(M( - 7;5;9) \in {d_1}\), \(H(0; - 4; - 18) \in {d_2}\).
Ta có:
\(\overrightarrow {MH} = \left( {7; - 9; - 27} \right)\)
\(VTCP\,{d_2}:\overrightarrow {{u_{{d_2}}}} = \left( {3; - 1;4} \right)\,\)
\(\Rightarrow \left[ {\overrightarrow {MH} ;\overrightarrow {{u_{{d_2}}}} } \right] = ( - 63; - 109;20)\)
Vậy: \(d({d_1};{d_2}) = d(M,{d_2}) = \frac{{\left| {\left[ {\overrightarrow {MH} ,\overrightarrow {{u_{{d_2}}}} } \right]} \right|}}{{\left| {\overrightarrow {{u_{{d_2}}}} } \right|}} = 25\)

Câu 3:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, tính số đo góc tạo bởi đường thẳng d: $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = 1 + 2t}\\ {y = 1 + t}\\ {z = - 1 + t} \end{array}} \right.$. và mặt phẳng $\left( \alpha \right)$: 3x + 4y + 5z + 8 = 0.
A. \(60^0\)
B. \(30^0\)
C. \(45^0\)
D. \(90^0\)
Hướng dẫn​
Đường thẳng d có VTCP: \(\overrightarrow u = \left( {2;1;1} \right)\)
Mặt phẳng \(\left ( \alpha \right )\) có VTPT \(\overrightarrow n = \left( {3;4;5} \right)\)
Gọi \(\varphi\) là góc giữa d và \(\left ( \alpha \right )\) ta có:
\(\sin \varphi = \left| {\cos \left( {\overrightarrow u ;\overrightarrow n } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow n } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow n } \right|}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow \varphi = {60^0}\)

Câu 4:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, tính số đo góc tạo bởi hai đường thẳng \({d_1}:\left\{ \begin{array}{l} x = - 1 + t\\ y = 2\\ z = 2 + t \end{array} \right.\) và \({d_2}:\left\{ \begin{array}{l} x = 8 - 2t\\ y = t\\ z = 2t \end{array} \right.\).
A. \(45^0\)
B. \(60^0\)
C. \(30^0\)
D. \(90^0\)
Hướng dẫn​
d1 có VTCP: \(\overrightarrow {{u_1}} = \left( {1;0;1} \right)\)
d2 có VTCP: \(\overrightarrow {{u_2}} = \left( { - 2;1;2} \right)\)
Ta có: \(\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} = 0 \Rightarrow {d_1} \bot {d_2}\)
Vậy góc giữa d1 và d2 là \(90^0\)

Câu 5:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng ${\Delta _1}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = - 1 + t}\\ {y = \sqrt 2 t}\\ {z = 2 + t} \end{array}} \right.,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\Delta _2}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = 2 + t}\\ {y = 1 + \sqrt 2 t}\\ {z = 2 + mt} \end{array}} \right.$ Với giá trị nào của m thì góc giữa \Delta_1 và \Delta_2 bằng 60$^0$?
A. m=1
B. m=-1
C. \(m=\frac{1}{2}\)
D. \(m=-\frac{3}{2}\)
Hướng dẫn​
\({\Delta _1}\) có VTCP \(\overrightarrow {{u_1}} = \left( {1;\sqrt 2 ;1} \right)\)
\({\Delta _2}\) có VTCP \(\overrightarrow {{u_2}} = \left( {1;\sqrt 2 ;m} \right)\)
Ta có:
\(\begin{array}{l} \cos {60^0} = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{u_1}} ;\overrightarrow {{u_2}} } \right)} \right| = \frac{1}{2}\\ \Leftrightarrow \frac{{\left| {\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {{u_1}} } \right|.\left| {\overrightarrow {{u_2}} } \right|}} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow \left| {m + 3} \right| = \sqrt {{m^2} + 3} \Leftrightarrow m = - 1 \end{array}\)

Câu 6:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng \({d_1}:\frac{{x + 7}}{3} = \frac{{y - 5}}{{ - 1}} = \frac{{z - 9}}{4},\,\) \({d_2}:\frac{x}{3} = \frac{{y + 4}}{{ - 1}} = \frac{{z + 18}}{4}\) . Tính khoảng cách d giữa \(d_1\) và \(d_2\).
A. d=20
B. d=25
C. d=15
D. d=30
Hướng dẫn​
\(d_1\) có \(\left\{ \begin{array}{l} VTCP\,\,\,\,\overrightarrow {{u_1}} = \left( {3; - 1;4} \right)\\ Qua\,\,\,\,\,M( - 7;5;9) \end{array} \right.\)
\(d_2\) có \(\left\{ \begin{array}{l} VTCP\,\,\,\overrightarrow {{u_2}} = \left( {3; - 1;4} \right)\\ Qua\,\,\,\,N(0; - 4; - 18) \end{array} \right.\)
Ta có: \(\overrightarrow {{u_1}} = \overrightarrow {{u_2}} ,\,\,M \notin {d_2} \Rightarrow {d_1}//{d_2}\)
\(\overrightarrow {MN} = \left( {7; - 9; - 27} \right)\)
Vậy \(d\left( {{d_1};{d_2}} \right) = d\left( {M,{d_2}} \right) = \frac{{\left| {\left[ {\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right]} \right|}}{{\left| {\overrightarrow {{u_2}} } \right|}} = 25\)

Câu 7:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, Cho hai đường thẳng {d_1}:\frac{{x + 1}}{1} = \frac{y}{{ - 1}} = \frac{{z + 2}}{3} và {d_2}:\frac{{x - 5}}{{ - 2}} = \frac{{y + 4}}{1} = \frac{{z - 6}}{{ - 1}}. Tính khoảng cách d từ giao điểm của hai đường thẳng \(d_1;d_2\) đến mặt phẳng (P):y - 3x + z + 1 = 0.
A. \(d = \frac{{12}}{{\sqrt {11} }}\)
B. \(d =0\)
C. \(d = \sqrt {11}\)
D. \(d = \frac{{3}}{{\sqrt {11} }}\)
Hướng dẫn​
Phương trình thàm số của \({d_1};\,{d_2}\) là:
\({d_1}:\left\{ \begin{array}{l} x = t - 1\\ y = - t\\ z = 3t - 2 \end{array} \right.;\,\,{d_2}:\left\{ \begin{array}{l} x = - 2t' + 5\\ y = t' - 4\\ z = - t' + 6 \end{array} \right.\)
Ta lập hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l} t - 1 = - 2t' + 5\\ - t = t' - 4\\ 3t - 2 = - t' + 6 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} t = 2\\ t' = 2 \end{array} \right.\)
Vậy giao điểm của \({d_1};\,{d_2}\) là I(1;-2;4)
.\(\Rightarrow I \in \left( P \right) \Rightarrow d\left( {I,(P)} \right) = 0\)

Câu 8:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng ${d_1}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = - 3t}\\ {y = - 1 + 2t}\\ {z = - 2 + t} \end{array}} \right.\,\,va\,{d_2}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {x = t}\\ {y = 3 + 4t}\\ {z = 5 - 5t} \end{array}} \right.$. Tìm \alpha là số đo góc giữa hai đường thẳng d1 và d2.
A. \(\alpha = {30^0}\)
B. \(\alpha = {45^0}\)
C. \(\alpha = {60^0}\)
D. \(\alpha = {90^0}\)
Hướng dẫn​
Đường thẳng \(d_1\) có VTCP: \(\overrightarrow {{u_1}} = ( - 3;2;1)\)
Đường thẳng \(d_2\) có VTCP: \(\overrightarrow {{u_2}} = (1;4; - 5)\)
Dễ thấy \(\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} = 0\)
Suy ra \(d_1\) và \(d_1\)vuông góc nhau nên \(\alpha = {90^0}.\)

Câu 9:
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho ba điểm \(M\left( {1;0;0} \right),N\left( {0;2;0} \right),P\left( {0;0;3} \right).\) Tính khoảng cách d từ gốc tọa độ O đến mặt phẳng (MNP).
A. \(d = \frac{3}{7}\)
B. \(d = \frac{6}{7}\)
C. \(d = \frac{5}{7}\)
D. \(d = \frac{9}{7}\)
Hướng dẫn​
\(\begin{array}{l} M\left( {1;0;0} \right),N\left( {0;2;0} \right),P\left( {0;0;3} \right)\\ \Rightarrow \left( {MNP} \right):\frac{x}{1} + \frac{y}{2} + \frac{z}{3} = 1 \Leftrightarrow 6x + 3y + 2z - 6 = 0\\ \Rightarrow d\left( {O,MNP} \right) = \frac{{\left| { - 6} \right|}}{{\sqrt {36 + 9 + 4} }} = \frac{6}{7} \end{array}\)

Câu 10:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm A(2;2;3), B(1;3;3), C(1;2;4). Chọn phát biểu đúng?
A. Tam giác ABC là tam giác đều
B. Tam giác ABC là tam giác vuông
C. Các điểm A, B, C thẳng hàng
D. Tam giác ABC là tam giác vuông cân
Hướng dẫn​
Ta có:
\(\begin{array}{l} A(2;2;3),B(1;3;3),C(1;2;4) \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {\overrightarrow {AB} = ( - 1;1;0)}\\ {\overrightarrow {AC} = ( - 1;0;1)}\\ {\overrightarrow {BC} = (0; - 1;1)} \end{array}} \right.\\ \Rightarrow AB = BC = AC \end{array}\)
Nên ABC là tam giác đều.
 
Last edited by a moderator:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho tam giác ABC có A(3; - 1;2);\,B(0;1;1);\,C( - 3;6;0). Tính khoảng cách từ trọng tâm tam giác ABC đến trung điểm cạnh AC.
A. \(d = \frac{1}{2}\)
B. \(d = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)
C. \(d = \frac{{\sqrt 5 }}{2}\)
D. \(d = 2\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, tính khoảng cách từ O đến mặt phẳng \((P):2x + 2y + z - 3 = 0.\)
A. \(d(O,(P)) = 1\)
B. \(d(O,(P)) = \frac{1}{3}\)
C. \(d(O,(P)) = 2\)
D. \(d(O,(P)) = 3\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có A(a;0;0),B( - a;0;0),C( - a;0;b) với a b, là các số dương thay đổi thỏa mãn a + b = 4. Tìm khoảng cách lớn nhất giữa hai đường thẳng BC' và AC'.
A. 1
B. 2
C. \(\sqrt{2}\)
D. \(\frac{\sqrt{2}}{2}\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c) với a,b,c dương. Biết A, B, C di động trên các tia Ox, Oy, Oz sao cho a+b+c=2. Biết rằng khi a,b,c thay đổi thì quỹ tích tâm hình cầu ngoại tiếp tứ diện OABC thuộc mặt phẳng (P) cố định. Tính khoảng cách d từ M(2016;0;0) tới mặt phẳng (P).
A. \(d = 2017.\)
B. \(d = \frac{{2014}}{{\sqrt 3 }}.\)
C. \(d = \frac{{2016}}{{\sqrt 3 }}.\)
D. \(d = \frac{{2015}}{{\sqrt 3 }}.\)
 
Trong không gian hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;2;1) và mặt phẳng \(\left( P \right):x + 2y - 2z - 1 = 0\). Gọi B là điểm đối xứng với A qua (P). Tính độ dài đoạn thẳng AB.
A. \(AB=2.\)
B. \(AB=\frac{4}{3}.\)
C. \(AB=\frac{2}{3}.\)
D. \(AB=4.\)
 
Trong không gian Oxyz, mặt phẳng \(\left( P \right):6x - 3y + 2z - 6 = 0\) . Tính khoảng cách d từ điểm M(-1;2;3) đến mặt phẳng (P).
A. \(d = \frac{{12\sqrt {85} }}{{85}}\)
B. \(d = \frac{{\sqrt {31} }}{7}\)
C. \(d = \frac{{18}}{7}\)
D. \(d = \frac{{12}}{7}\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( P \right):{\rm{x}} - 2y + 2z - 3 = 0\) và mặt cầu \(\left( S \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 10{\rm{x}} + 6y - 10{\rm{z}} + 39 = 0.\) Từ một điểm M thuộc mặt phẳng (P) kẻ một đường thẳng tiếp xúc với mặt cầu (S) tại điểm N. Tính khoảng cách từ M tới gốc tọa độ biết rằng \(MN = 4.\)
A. 5
B. 3
C. \(\sqrt 6 .\)
D. \(\sqrt {11} .\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, hai mặt phẳng \(4x - 4y + 2z - 7 = 0\) và \(2x - 2y + z + 1 = 0\) chứa hai mặt của hình lập phương. Tính thể tích khối lập phương đó.
A. \(V = \frac{{27}}{8}\).
B. \(V = \frac{{27}}{8}\).
C. \(V = \frac{{9\sqrt 3 }}{2}\).
D. \(V = \frac{{64}}{{27}}\).
 
Trong không gian \(Oxyz\), cho các điểm \(A\left( {1;\,\,1;\,\,3} \right)\), \(B\left( { - 1;\,\,3;\,\,2} \right)\), \(C\left( { - 1;\,\,2;\,\,3} \right)\). Tính bán kính \(r\) của mặt cầu tâm \(O\) và tiếp xúc với mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\).
A. \(r = 3\).
B. \(r = \sqrt 3 \).
C. \(r = \sqrt 6 \).
D. \(r = 2\).
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm \(A\left( {1;2;1} \right),B\left( {3;0; - 1} \right)\) và mặt phẳng \(\left( P \right):x + y - z - 1 = 0\). Gọi M, N lần lượt là hình chiếu của A và B trên (P). Tính độ dài đoạn thẳng MN.
A. \(2\sqrt 3 \)
B. \(\frac{{4\sqrt 2 }}{{\sqrt 3 }}\)
C. \(\frac{2}{{\sqrt 3 }}\)
D. 4
 
Cho mặt phẳng \(\left( P \right):2{\rm{x}} + 2y - 2{\rm{z}} + 15 = 0\) và mặt cầu \(\left( S \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2y - 2{\rm{z}} - 1 = 0.\) Khoảng cách nhỏ nhất từ một điểm thuộc mặt phẳng (P) đến một điểm thuộc mặt cầu (S) là:
A. \(\frac{{3\sqrt 3 }}{2}.\)
B. \(\sqrt 3 .\)
C. \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}.\)
D. \(\frac{{\sqrt 3 }}{3}.\)
 
Trong không gian tọa độ Oxyz, cho mặt cầu \(\left( S \right):{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z - 3} \right)^2} = 4.\) Xét đường thẳng \(d:\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + t\\y = - mt\\z = \left( {m - 1} \right)t\end{array} \right.\,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right),\,\,m\) là tham số thực. Giả sử \(\left( P \right),\,\,\left( {P'} \right)\) là hai mặt phẳng chứa d, tiếp xúc với (S) lần lượt tại T và \(T'.\) Khi m thay đổi, tính giá trị nhỏ nhất của độ dài đoạn thẳng \(TT'.\)
A. \(\frac{{4\sqrt {13} }}{5}.\)
B. \(2\sqrt 2 .\)
C. \(2.\)
D. \(\frac{{2\sqrt {11} }}{3}.\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho 4 điểm \(M\left( {1; - 2;3} \right),N\left( {0;1;2} \right),P\left( {1;5; - 1} \right),Q\left( {3; - 1;1} \right)\) hỏi có bao nhiêu mặt phẳng đi qua hai điểm M, N và cách đều hai điểm P, Q.
A. 1 mặt phẳng
B. 2 mặt phẳng
C. Có vô số mặt phẳng
D. 4 mặt phẳng
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, Cho \(A\left( {a;0;0} \right),B\left( {0;b;0} \right),C\left( {0;0;c} \right)\) với a,b,c dương thỏa mãn \(a + b + c = 6\). Biết rằng a, b, c thay đổi thì tâm I mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC thuộc mặt phẳng (P) cố định. Tính khoảng cách d từ \(M\left( {1;1;1} \right)\) tới mặt phẳng (P).
A. \(d = \sqrt 3 \)
B. \(d = \frac{{2\sqrt 3 }}{3}\)
C. \(d = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\)
D. d=0
 
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz. Cho đường thẳng \(d:\frac{{x - 2}}{1} = \frac{{y - 3}}{{ - 1}} = \frac{{z + 2}}{{ - 1}}\) và mặt phẳng \(\left( P \right):2{\rm{x}} - y + 3{\rm{z}} - 2 = 0.\) Tính khoảng cách từ đường thẳng d đến mặt phẩng (P).
A. \(\frac{{\sqrt {14} }}{2}.\)
B. \(\frac{{\sqrt {14} }}{7}.\)
C. \(\frac{{\sqrt {14} }}{{14}}.\)
D. \(\frac{{\sqrt {14} }}{3}.\)
 
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, Cho điểm \(A\left( {1; - 1;1} \right)\) và mặt phẳng \(\left( P \right):2x - 2y + z + 1 = 0\). Gọi (Q) là mặt phẳng song song (P) và cách A một khoảng cách bằng 2. Tìm phương trình mặt phẳng (Q).
A. \((Q): - 2x + 2y - z - 1 = 0\)
B. \((Q): - 2x + 2y - z + 11 = 0\)
C. \((Q):2x - 2y + z + 1 = 0\) và \((Q):2x - 2y + z - 11 = 0\)
D. \((Q):2x - 2y + z + 1 = 0\)
 
Cho tứ giác ABCD có \(A\left( {0;1; - 1} \right),B\left( {1;1;2} \right),C\left( {1; - 1;0} \right),D\left( {0;0;1} \right)\). Tính độ dài đường cao AH của hình chóp A.BCD.
A. \(\frac{{\sqrt 2 }}{2}\)
B. \(\frac{{3\sqrt 2 }}{2}\)
C. \(2\sqrt 2 \)
D. \(3\sqrt 2 \)
 
Trong không gian Oxyz, cho điểm \(A\left( {1; - 2;3} \right)\) và đường thẳng d có phương trình: \(\frac{{x + 1}}{2} = \frac{{y - 2}}{1} = \frac{{z + 3}}{{ - 1}}\). Tính đường kính của mặt cầu (S) có tâm A và tiếp xúc với đường thẳng d.
A. \(5\sqrt 2 \)
B. \(10\sqrt 2 \)
C. \(2\sqrt 5 \)
D. \(4\sqrt 5 \)
 
Góc giữa đường thẳng \(d:\left\{ \begin{array}{l}x = 2 - t\\y = 5\\z = 1 + t\end{array} \right.\) và mặt phẳng \(\left( P \right):y - z + 2 = 0\) là:
A. \({90^o}.\)
B. \({60^o}.\)
C. \({30^o}.\)
D. \({45^o}.\)
 

Latest posts

Members online

No members online now.
Back
Top