Cách tìm hình chiếu của điểm lên đường thẳng và mặt phẳng
Tìm tọa độ 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
- Nếu
thì hình chiếu của trên đường thẳng là chính nó. - Nếu
thì hình chiếu của trên đường thẳng là điểm sao cho
Định nghĩa 2: Trong không gian, cho điểm
- Nếu
thì hình chiếu của trên mặt phẳng là chính nó. - Nếu
thì hình chiếu của trên mặt phẳng là điểm sao cho .
2. Cách tìm tọa độ hình chiếu của điểm lên đường thẳng
Để tìm hình chiếu
Cách 1:
- Bước 1: Do điểm
thuộc đường thẳng nên tham số tọa độ điểm theo tham số . - Bước 2: Do
nên , từ đó giải tìm . - Bước 3: Thay
vào tọa độ điểm đã tham số ở bước 1.
Cách 2:
- Bước 1: Viết phương trình mặt phẳng
qua và vuông góc với
- Bước 2: Do điểm
thuộc đường thẳng nên tham số tọa độ điểm theo tham số . - Bước 3: Thay tọa độ điểm
vào phương trình mặt phẳng rồi giải tìm . - Bước 4: Thay
vào tọa độ điểm đã tham số ở bước 1.
Đặc biệt: Điểm
- Hình chiếu trên trục
là . - Hình chiếu trên trục
là . - Hình chiếu trên trục
là .
3. Cách tìm tọa độ hình chiếu của điểm lên mặt phẳng
Để tìm hình chiếu
- Bước 1: Viết phương trình đường thẳng
qua và vuông góc với mặt phẳng . - Bước 2: Tìm tọa độ giao điểm
của đường thẳng và mặt phẳng .
Đặc biệt: Điểm
- Hình chiếu trên mặt phẳng
là . - Hình chiếu trên trục
là . - Hình chiếu trên trục
là .
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
A.
Hướng dẫn giải
Ta có hình chiếu của điểm
Do đó hình chiếu của điểm
Câu 3. Trong không gian
A.
Hướng dẫn giải
Hình chiếu vuông góc của điểm
Câu 4. Trong không gian
A.
Hướng dẫn giải
Gọi
Do
Do
Câu 5. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm
A.
Hướng dẫn giải
Gọi
--------------------------------------------------------
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!