Trong không gian với hệ tọa độ , cho hai điểm
. Giả sử
là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác
. Tính
.
Ta có nên tam giác
cân tại
, vì vậy
thuộc đường trung tuyến qua
là
Do đó
Trong quá trình ôn luyện Toán 12, các bài tập vận dụng cao về phương trình đường thẳng là phần không thể thiếu để nâng cao kỹ năng và bứt phá điểm số. Đây là dạng bài thường xuất hiện trong phần cuối đề thi THPT Quốc Gia, đòi hỏi học sinh phải hiểu sâu bản chất và vận dụng linh hoạt các công thức. Bài viết dưới đây tổng hợp những bài tập phương trình đường thẳng mức độ vận dụng cao kèm hướng dẫn giải chi tiết, giúp bạn chinh phục điểm 9-10 một cách tự tin.
Bạn đã HẾT lượt làm bài tập miễn phí! Hãy mua tài khoản VnDoc PRO để làm Trắc nghiệm không giới hạn và tải tài liệu nhanh nhé!
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho hai điểm
. Giả sử
là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác
. Tính
.
Ta có nên tam giác
cân tại
, vì vậy
thuộc đường trung tuyến qua
là
Do đó
Trong không gian với hệ tọa độ , cho
đường thẳng
,
,
. Viết phương trình đường thẳng
cắt ba đường thẳng
lần lượt tại các điểm
sao cho
.
Ta có: .
.
.
Vì là trung điểm của
nên
.
.
đi qua điểm
và có VTCP
có phương trình
.
Trong không gian với hệ tọa độ cho hai điểm
và đường thẳng
. Một điểm
thay đổi trên
sao cho chu vi tam giác
nhỏ nhất. Khi đó tọa độ điểm M và chu vi tam giác ABM là:
Cách 1. Phương pháp trắc nghiệm
- Kiểm tra thấy chỉ có điểm thuộc
nên lại phương án
- Với tính chi vi tam giác
suy ra chọn D.
Cách 2.
- Lấy điểm thuộc
- Tính chu vi tam giác :
(dùng BĐT vectơ)
Dấu bằng xảy ra .
Trong không gian với hệ tọa độ , cho đường thẳng
và điểm
. Gọi
là mặt phẳng chứa
sao cho khoảng cách từ
đến
lớn nhất. Mặt phẳng
có một véctơ pháp tuyến là
Ta có
Khi hình chiếu của trên
cũng là hình chiếu của
trên
.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A trên d.
Ta có .
. (1) (với
là một véctơ chỉ phương của d)
Ta có .
Từ
.
Vậy mặt phẳng có một véctơ pháp tuyến là
cũng là một véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng
.
Trong không gian , cho mặt phẳng
và điểm
. Gọi
là điểm thuộc tia
,
là hình chiếu của
lên
. Biết rằng tam giác
cân tại
. Diện tích của tam giác
bằng:
Gọi với
. Đường thẳng
đi qua điểm
và có một vectơ chỉ phương
có phương trình là:
.
Vì tam giác cân tại
Cách 1: Ta có:
Cách 2: Gọi là trung điểm của
. Ta có
.
.
.
Do đó .
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm và mặt phẳng
. Gọi
là điểm thuộc mặt phẳng
sao cho
và góc
có số đo lớn nhất. Khi đó giá trị
bằng
+) Vì nên M thuộc mặt phẳng mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB. Ta có phương trình trung trực của AB là
+) M thuộc giao tuyến của hai mặt phẳng nên M thuộc đường thẳng
.
Gọi , ta có
.
Khảo sát hàm số , ta được
khi
.
Suy ra có số đo lớn nhất khi
, ta có
.
Khi đó giá trị .
Trong hệ tọa độ không gian , cho mặt phẳng
và hai đường thẳng
. Biết rằng có 2 điểm
trên
và hai điểm
trên
sao cho
song song mặt phẳng
đồng thời cách mặt phẳng
một khoảng bằng 2. Tính
.

Gọi là mặt phẳng song song với
sao cho khoảng cách giữa
và
bằng
.
Suy ra có phương trình dạng
và
chứa
hoặc
.
Theo giả thiết khoảng cách từ mp đến
bằng 2 nên ta có
Vậy có 2 mặt phẳng song song và cách một khoảng bằng 2 là:
và
.
+ Theo giả thiết suy ra
suy ra
Vậy .
Trong không gian hệ tọa độ , cho điểm
,
,
và mặt phẳng
. Gọi
thuộc
sao cho
đạt giá trị nhỏ nhất. Tính tổng
.
Giả sử là điểm thỏa mãn
.
Khi đó
;
;
(vì
)
Vì I cố định nên đạt giá trị nhỏ nhất khi MI nhỏ nhất, khi đó M là hình chiếu vuông góc của I lên (P).
Gọi là đường thẳng qua I và vuông góc với (P)
Phương trình đường thẳng .
Tọa độ của M là nghiệm hệ phương trình:
Trong không gian với hệ tọa độ , cho tam giác nhọn
có
;
lần lượt là hình chiếu vuông góc của
trên các cạnh
. Đường thẳng
đi qua
và vuông góc với mặt phẳng
có phương trình là:
Cách 1: . Gọi I là trực tâm tam giác ABC
Ta có:
Suy ra
Cách 2: VTPT của là
.
Vì .
Gọi là mặt phẳng đi qua
.
Gọi là mặt phẳng đi qua
.
Ta có , đối chiếu
phương án
thấy
thỏa mãn.
Trong không gian , cho mặt phẳng
và hai điểm
. Trong các đường thẳng đi qua
và song song,
đường thẳng mà khoảng cách từ B đến đường thẳng đó là nhỏ nhất có phương trình là:

Gọi là mặt phẳng qua A và song song
.
Ta có: => A; B nằm về hai phía với
.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên => BH cố định và
.
Gọi K là hình chiếu vuông góc của B lên bất kì qua A và nằm trong
hay
.
Ta có: bé nhất bằng BH khi
.
Gọi là VTPT của
.
d cần lập qua A, H và có VTCP .
Vậy phương trình đường thẳng d cần lập là:
Trong không gian , cho điểm
và đường thẳng
. Trong tất cả các đường thẳng đi qua gốc tọa độ
, cắt đường thẳng
là đường thẳng mà khoảng cách đến A là lớn nhất,
là đường thẳng mà khoảng cách đến A là nhỏ nhất. Tính cosin góc giữa hai đường thẳng
?
Gọi là mặt phẳng chứa
và đi qua
:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng
là đường thẳng qua O và H. Suy ra
có một VTCP
:
Gọi là giao điểm của
và
Khoảng cách từ đến
lớn nhất khi
=> d2 có một VTCP
Ta có.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho
đường thẳng
,
,
,
. Số đường thẳng trong không gian cắt cả
đường thẳng trên là
đi qua điểm
và có VTCP
.
đi qua điểm
và có VTCP
.
.
Vì và
nên
song song với
.
Gọi là mặt phẳng chứa hai đường thẳng
và
.
đi qua điểm
và có
hay
có phương trình
.
Gọi . Xét hệ phương trình
.
Gọi . Xét hệ phương trình
.
Vì cùng phương với
nên
không thỏa mãn.
Trong không gian tọa độ cho các điểm
và đường thẳng
. Gọi
sao cho chu vi tam giác
đạt giá trị nhỏ nhất. Tính tổng
?
Ta có.
Từ đó ta có: .
Lập BBT ta có: .
Khi đó:
Đề xuất: Đánh giá như sau
Trong hệ trục Oxy, chọn ,
. Khi đó
.
Đẳng thức xảy ra khi và chi khi cùng hướng
.
Trong không gian cho điểm
và mặt phẳng
. Đường thẳng đi qua A và vuông góc với mặt phẳng
cắt mặt phẳng (P) tại B. Điểm M nằm trong mặt phẳng (P) sao cho M luôn nhìn AB dưới một góc vuông và độ dài MB lớn nhất. Tính độ dài MB.
Ta có đường thẳng d đi qua A và vuông góc với mặt phẳng có phương trình:
. Ta có giao điểm của d và mặt phẳng (P) là B:
Vậy .
Điểm M nằm trong mặt phẳng (P) sao cho M luôn nhìn AB dưới một góc vuông nên M nằm trên đường tròn (C) là giao của mặt cầu đường kính AB với mặt phẳng (P). Khi đó độ dài MB lớn nhất khi và chỉ khi độ dài MB bằng đường kính của (C). Gọi bán kính của đường tròn (C) là r, trung điểm của AB là
Ta có . Vậy độ dài MB lớn nhất là
.
Cho đường thẳng và mặt phẳng
. Mặt phẳng
qua d và tạo với
một góc nhỏ nhất. Một véc tơ pháp tuyến của
là:

Gọi ; H là hình chiếu vuông góc của B lên
; K là hình chiếu của H lên
.
Suy ra: cố định;
.
Mà (vì
)
.
Suy ra nhỏ nhất bằng
khi
.
Khi đó và có một VTCP
.
có một VTPT
.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho đường thẳng
và mặt phẳng
. Phương trình đường thẳng
nằm trong mặt phẳng
sao cho
cắt và vuông góc với
là
Đường thẳng có vectơ chỉ phương
, và mặt phẳng
có vectơ pháp tuyến
suy ra
.
Gọi
;
Suy ra .
Đường thẳng đi qua
và nhận
làm vectơ chỉ phương nên có phương trình là:
.
Trong không gian với hệ tọa độ cho tam giác
có phương trình đường phân giác trong góc A là
Biết rằng điểm
thuộc đường thẳng AB và điểm
thuộc đường thẳng AC. Véc tơ nào sau đây là véc tơ chỉ phương của đường thẳng AC?
Giả sử , ta có:
Theo bài ra: Vì d là đường phân giác của góc A nên:
Vậy một véc tơ chỉ phương của AC là
Trong không gian với hệ tọa độ , cho hai đường thẳng
và
. Trên đường thẳng
lấy hai điểm A; B sao cho
. Trên đường thẳng
lấy hai điểm
sao cho
. Tính thể tích V của khối tứ diện
.
Ta có đường thẳng đi qua điểm
và có vec tơ chỉ phương
Ta có đường thẳng đi qua điểm
và có vec tơ chỉ phương
Ta có khoảng cách giữa là
Nhận xét rằng
Thể tích khối tứ diện cần tìm là .
Trong không gian với hệ tọa độ , cho
đường thẳng
,
,
,
. Gọi
là đường thẳng cắt cả bốn đường thẳng trên. Điểm nào sau đây thuộc đường thẳng
?
đi qua điểm
và có VTCP
.
đi qua điểm
và có VTCP
.
.
Vì và
nên
song song với
.
Gọi là mặt phẳng chứa hai đường thẳng
và
.
đi qua điểm
và có
hay
có phương trình
.
Gọi . Xét hệ phương trình
.
Gọi . Xét hệ phương trình
.
đi qua điểm
và có VTCP
có phương trình
.
Vì không cùng phương với
nên
thỏa mãn.
Dễ thấy .
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt phẳng
Đường thẳng
nằm trong mặt phẳng
, vuông góc với đường thẳng
đồng thời khoảng cách từ giao điểm
của
với
đến
bằng
. Gọi
là hình chiếu vuông góc của
trên
Giá trị của
bằng

Đường thẳng có vecto chỉ phương là
.
Mặt phẳng có vecto pháp tuyến là
.
Gọi là vecto chỉ phương của đường thẳng
. Khi đó
Vì nên ta tìm được
Gọi là đường thẳng nằm trong
và vuông góc với
,
thỏa mãn
có vecto chỉ phương là:
.
Khi đó có phương trình là
.
Gọi ,
.
Với.
Với
Vậy
Trong không gian với hệ tọa độ ,cho bốn đường thẳng
;
;
;
. Gọi
là đường thẳng cắt cả bốn đường thẳng đã cho. Vectơ nào sau đây là vectơ chỉ phương của đường thẳng
.
Ta có . Phương trình mặt phẳng
Gọi
Khi đó AB là đường thẳng .
là vectơ chỉ phương của đường thẳng
.
Trong không gian với hệ trục tọa độ , cho điểm
và đường thẳng
:
. Mặt phẳng
chứa
sao cho khoảng cách từ
đến
lớn nhất có phương trình là:

Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên , K là hình chiếu vuông góc của A lên d.
Ta có: cố định và
bằng
khi
.
qua
, có VTCP
.
Gọi (P) là mặt phẳng qua A và chứa có VTPT.
Mặt phẳng có một VTPT là
và
qua
có phương trình:
.
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây: