Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm

Cách tìm hình chiếu của điểm lên đường thẳng và mặt phẳng

Trong hình học không gian, hình chiếu của điểm lên đường thẳng và mặt phẳng là một khái niệm cơ bản nhưng rất quan trọng, đặc biệt trong việc xác định khoảng cách, tính góc hoặc giải các bài toán hình học phức tạp. Việc nắm vững phương pháp tìm hình chiếu giúp học sinh giải nhanh và chính xác nhiều dạng bài trong chương trình Toán lớp 12 và các kỳ thi lớn. Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn bạn cách tìm hình chiếu của điểm lên đường thẳng và mặt phẳng, đi kèm công thức, phương pháp hình học – đại số, và ví dụ minh họa cụ thể.

1. Thế nào là hình chiếu của một điểm lên đường thẳng, mặt phẳng?

Định nghĩa 1: Trong không gian, cho điểm MM và đường thẳng dd.

  • Nếu M \in dMd thì hình chiếu của MM trên đường thẳng dd là chính nó.
  • Nếu M \notin dMd thì hình chiếu của MM trên đường thẳng dd là điểm H
\in dHd sao cho MH\bot dMHd

Định nghĩa 2: Trong không gian, cho điểm MM và mặt phẳng (P)(P).

  • Nếu M \in (P)M(P) thì hình chiếu của MM trên mặt phẳng (P)(P)là chính nó.
  • Nếu M \notin (P)M(P) thì hình chiếu của MM trên mặt phẳng (P)(P)là điểm H
\in (P)H(P) sao cho MH\bot(P)MH(P).

2. Cách tìm tọa độ hình chiếu của điểm lên đường thẳng

Để tìm hình chiếu HH của điểm MM lên đường thẳng dd, ta làm theo một trong hai cách sau:

Cách 1:

  • Bước 1: Do điểm HH thuộc đường thẳng dd nên tham số tọa độ điểm HH theo tham số tt.
  • Bước 2: Do MH\bot dMHd nên \overrightarrow{MH}.\overrightarrow{u_{d}} =
0MH.ud=0, từ đó giải tìm tt.
  • Bước 3: Thay tt vào tọa độ điểm HH đã tham số ở bước 1.

Cách 2:

  • Bước 1: Viết phương trình mặt phẳng (P)(P) qua MM và vuông góc với d.d.

  • Bước 2: Do điểm HH thuộc đường thẳng dd nên tham số tọa độ điểm HH theo tham số tt.
  • Bước 3: Thay tọa độ điểm HH vào phương trình mặt phẳng (P)(P) rồi giải tìm tt.
  • Bước 4: Thay tt vào tọa độ điểm HH đã tham số ở bước 1.

Đặc biệt: Điểm M(x_{M};y_{M};z_{M})M(xM;yM;zM)

  • Hình chiếu trên trục OxOxM_{1}(x_{M};0;0)M1(xM;0;0).
  • Hình chiếu trên trục OyOyM_{2}(0;y_{M};0)M2(0;yM;0).
  • Hình chiếu trên trục OzOzM_{3}(0;0;z_{M})M3(0;0;zM).

3. Cách tìm tọa độ hình chiếu của điểm lên mặt phẳng

Để tìm hình chiếu HH của điểm MM trên mặt phẳng (P)(P), ta làm như sau:

  • Bước 1: Viết phương trình đường thẳng dd qua MM và vuông góc với mặt phẳng PP.
  • Bước 2: Tìm tọa độ giao điểm HH của đường thẳng dd và mặt phẳng (P)(P).

Đặc biệt: Điểm M(x_{M};y_{M};z_{M})M(xM;yM;zM)

  • Hình chiếu trên mặt phẳngOxyOxyM_{1}(x_{M};y_{M};0)M1(xM;yM;0).
  • Hình chiếu trên trục OyzOyzM_{2}(0;y_{M};z_{M})M2(0;yM;zM).
  • Hình chiếu trên trục OzxOzxM_{3}(x_{M};0;z_{M})M3(xM;0;zM).

4. Bài tập tìm tọa độ hình chiếu của điểm lên đường thẳng và mặt phẳng

Câu 1. Trong không gian Oxyz, tìm tọa độ hình chiếu vuông góc của điểm A(1; 2; 5) trên trục Ox?

Hướng dẫn giải

Hình chiếu vuông góc của điểm A(1;2;5) trên trục Ox có tọa độ là (1;0;0).

Câu 2. Trong không gian OxyzOxyz, hình chiếu vuông góc của điểm M(2\ ;\  - 2\
;\ 1)M(2 ; 2 ; 1) trên mặt phẳng (Oxy)(Oxy) có tọa độ là

A.(2\ ;\ 0\ ;\ 1)(2 ; 0 ; 1).               B.(2\ ;\  - 2\ ;\ 0)(2 ; 2 ; 0).                C.(0\ ;\  - 2\ ;\ 1)(0 ; 2 ; 1).               D.(0\ ;\ 0\ ;\ 1)(0 ; 0 ; 1).

Hướng dẫn giải

Ta có hình chiếu của điểm M\left( x_{0}\
;\ y_{0}\ ;\ z_{0} \right)M(x0 ; y0 ; z0) trên mặt phẳng (Oxy)(Oxy) là điểm MM(x0 ; y0 ; 0).

Do đó hình chiếu của điểm M(2\ ;\  - 2\
;\ 1)M(2 ; 2 ; 1) trên mặt phẳng (Oxy)(Oxy) là điểm MM(2 ; 2 ; 0).

Câu 3. Trong không gian OxyzOxyz, hình chiếu vuông góc của điểm M(2;\ 1;\  -
1)M(2; 1; 1) trên trục OzOz có tọa độ là

A.(2;\ 0;0)(2; 0;0).                   B.(0;\ 1;\ 0)(0; 1; 0).                C.(2;\ 1;\ 0)(2; 1; 0).                        D.(0;\ 0;\  - 1)(0; 0; 1).

Hướng dẫn giải

Hình chiếu vuông góc của điểm M(2;\
1;\  - 1)M(2; 1; 1) trên trục OzOz có tọa độ là: (0;\ 0;\  - 1)(0; 0; 1).

Câu 4. Trong không gian OxyzOxyz, tọa độ hình chiếu vuông góc của điểm A(3;2;
- 1)A(3;2;1) lên mặt phẳng (\alpha):x + y +
z = 0(α):x+y+z=0 là:

A.( - 2;1;1)(2;1;1).                 B.\left( \frac{5}{3};\frac{2}{3}; - \frac{7}{3}
\right)(53;23;73).                  C.(1;1; - 2)(1;1;2).                 D.\left( \frac{1}{2};\frac{1}{4};\frac{1}{4}
\right)(12;14;14).

Hướng dẫn giải

Gọi HH là hình chiếu của A(3;2; - 1)A(3;2;1) lên mặt phẳng (\alpha):x + y + z = 0(α):x+y+z=0. Khi đó: AHAH nhận \overrightarrow{n}(1;1;1)n(1;1;1) là vectơ chỉ phương suy ra phương trình AH:\frac{x -
3}{1} = \frac{y - 2}{1} = \frac{z + 1}{1}AH:x31=y21=z+11.

Do H \in AH \Rightarrow H(3 + t;\ \ 2 +
t;\  - 1 + t)HAHH(3+t;  2+t; 1+t).

Do H \in (\alpha) \Rightarrow 3 + t + 2 +
t - 1 + t = 0H(α)3+t+2+t1+t=0

\Leftrightarrow t = - \frac{4}{3}
\Rightarrow H\left( \frac{5}{3};\frac{2}{3}; - \frac{7}{3}
\right)t=43H(53;23;73).

Câu 5. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm M( - 4;0;0)M(4;0;0) và đường thẳng\Delta:\left\{ \begin{matrix}
x = 1 - t \\
y = - 2 + 3t \\
z = - 2t \\
\end{matrix} \right.Δ:{x=1ty=2+3tz=2t. Gọi H(a;b;c)H(a;b;c) là hình chiếu của MM lên \DeltaΔ. Tính a + b + c.

A.55.                                 B.- 11.                        C.-
33.                          D.77.

Hướng dẫn giải

Gọi HH là hình chiếu của MM lên \DeltaΔnên tọa độ của H có dạng H(1 - t; - 2 + 3t; - 2t)H(1t;2+3t;2t)\overrightarrow{MH}\bot\overrightarrow{u_{\Delta}}MHuΔ

\overrightarrow{MH}.\overrightarrow{u_{\Delta}} =
0 \Leftrightarrow 14t - 11 = 0 \Leftrightarrow t =
\frac{11}{14}MH.uΔ=014t11=0t=1114

\Rightarrow
H(\frac{3}{14};\frac{5}{14};\frac{- 22}{14}) \Rightarrow a + b + c = -
1H(314;514;2214)a+b+c=1

--------------------------------------------------------

Như vậy, việc tìm hình chiếu của điểm lên đường thẳng hoặc mặt phẳng không chỉ là kỹ năng cần thiết trong học tập mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Hy vọng bài viết đã giúp bạn nắm được phương pháp giải bài toán nhanh và hiệu quả. Hãy ôn luyện thêm với các bài tập và ví dụ để làm chủ kiến thức này. Đừng quên chia sẻ bài viết nếu bạn thấy hữu ích nhé!

Chia sẻ, đánh giá bài viết
1
Chọn file muốn tải về:
Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!
Đóng
79.000 / tháng
Đặc quyền các gói Thành viên
PRO
Phổ biến nhất
PRO+
Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp
Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí
Xem nội dung bài viết
Trải nghiệm Không quảng cáo
Làm bài trắc nghiệm không giới hạn
Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%
Xác thực tài khoản!

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:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!
Số điện thoại này đã được xác thực!
Bạn có thể dùng Sđt này đăng nhập tại đây!
Lỗi gửi SMS, liên hệ Admin
Sắp xếp theo
🖼️

Gợi ý cho bạn

Xem thêm
🖼️

Thi THPT Quốc gia môn Toán

Xem thêm
Chia sẻ
Chia sẻ FacebookChia sẻ TwitterSao chép liên kếtQuét bằng QR Code
Mã QR Code
Đóng