Viết phương trình mặt phẳng.khó đây!!!!!!

M

minhtriet12345

K

kenofhp

Trong kg hệ tọa độ Oxyz cho mp (P): 2x-y-2z-2=0; đt (d):x/-1=y+1/2=z-2/1
Viết ptmp (Q) chứa đường thẳng (d) và tạo với (P) một góc nhỏ nhất?
giải thích kĩ giùm mình chỗ góc nhỏ nhất....!!

[TEX](P): 2x-y-2z-2=0[/TEX]
[TEX](d): \frac{x}{-1}=\frac{y+1}{2}=\frac{z-2}{1}[/TEX]


Ý tưởng:
(Q) là mp di động chứa (d) nên xoay quanh (d). Chứng minh (Q) hợp với (P) 1 góc min, khi nó hợp với (P) 1 góc đúng bằng góc giữa (d) hợp với (P), như trong hình thì là [TEX]\alpha[/TEX]
hh.png

Chứng minh
Giả sử (Q) quay đến 1 vị trí bất kỳ nào khác và ký hiệu góc (Q) hợp bởi (P) là [TEX]\beta[/TEX] như hình. (Q) khi đó chính làmp (OMN)

Hiển nhiên
[TEX]ON \perp MN[/TEX]
[TEX]OH\perp MN[/TEX]
(vì MN là giao tuyến của (P) và (Q))

Do đó tam giác MNH vuông tại N. HM là cạnh huyền => HM > HN
Tam giác OHM vuông ở H [TEX]\Rightarrow \tan \alpha = \frac{OH}{HM}[/TEX]
Tam giác OHN vuông ở H [TEX]\Rightarrow \tan \beta = \frac{OH}{HN}[/TEX]

Do đó [TEX]\tan \alpha < \tan \beta \Rightarrow \alpha < \beta[/TEX] (vì hàm tan đồng biến trong [TEX](0, \frac{\pi}{2}[/TEX])

Vậy [TEX]\alpha[/TEX] là góc nhỏ nhất trong tất cả các góc hợp bởi (P) và (Q)

Áp dụng vào bài
(d) có vtcp [TEX]\vec u(-1, 2, 1)[/TEX] và pttq: [TEX]\left{\begin{2x+y+1=0}\\{x+z-2=0} [/TEX]
(P) có vtpt là [TEX]\vec n(2, -1, -2)[/TEX]

Góc [TEX]\sin \alpha = \frac{|\vec u . \vec n|}{|\vec u|.|\vec n|}=\frac{\sqrt 6}{3}[/TEX]
[TEX]\Rightarrow \cos \alpha = \sqrt{1-\frac{6}{9}}=\frac{\sqrt 3}{3}[/TEX]

(Q) qua (d) có pttq như trên nên có pt chùm dạng:
[TEX]m(2x+y+1) + n(x+z-2) = 0, (DK: m^2+n^2 > 0)[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow (2m+n)x+my+nz+(m-2n) =0[/TEX]
(vtpt là [TEX]\vec t(2m+n, m, n)[/TEX])

[TEX]\Rightarrow \cos \alpha = \frac{|\vec n . \vec t |}{|\vec n|.|\vec t|} =\frac{|3m|}{3.\sqrt{5m^2+2n^2+4mn}}[/TEX]

[TEX]\frac{|3m|}{3.\sqrt{5m^2+2n^2+4mn}} =\frac{\sqrt 3}{3} \Rightarrow m^2 + 2mn + n^2 = 0 \Rightarrow (m+n)^2=0 \Rightarrow m =-n[/TEX]

Chọn [TEX]m=1 \Rightarrow n = -1[/TEX]
PT mp (Q): [TEX]x+y-z+3=0[/TEX]
 
M

minhtriet12345

hix

[tex](p): 2x-y-2z-2=0[/tex]
[tex](d): \frac{x}{-1}=\frac{y+1}{2}=\frac{z-2}{1}[/tex]


ý tưởng:
(q) là mp di động chứa (d) nên xoay quanh (d). Chứng minh (q) hợp với (p) 1 góc min, khi nó hợp với (p) 1 góc đúng bằng góc giữa (d) hợp với (p), như trong hình thì là [tex]\alpha[/tex]
hh.png

chứng minh
giả sử (q) quay đến 1 vị trí bất kỳ nào khác và ký hiệu góc (q) hợp bởi (p) là [tex]\beta[/tex] như hình. (q) khi đó chính làmp (omn)

hiển nhiên
[tex]on \perp mn[/tex]
[tex]oh\perp mn[/tex]
(vì mn là giao tuyến của (p) và (q))

do đó tam giác mnh vuông tại n. Hm là cạnh huyền => hm > hn
tam giác ohm vuông ở h [tex]\rightarrow \tan \alpha = \frac{oh}{hm}[/tex]
tam giác ohn vuông ở h [tex]\rightarrow \tan \beta = \frac{oh}{hn}[/tex]

do đó [tex]\tan \alpha < \tan \beta \rightarrow \alpha < \beta[/tex] (vì hàm tan đồng biến trong [tex](0, \frac{\pi}{2}[/tex])

vậy [tex]\alpha[/tex] là góc nhỏ nhất trong tất cả các góc hợp bởi (p) và (q)

áp dụng vào bài
(d) có vtcp [tex]\vec u(-1, 2, 1)[/tex] và pttq: [tex]\left{\begin{2x+y+1=0}\\{x+z-2=0} [/tex]
(p) có vtpt là [tex]\vec n(2, -1, -2)[/tex]

góc [tex]\sin \alpha = \frac{|\vec u . \vec n|}{|\vec u|.|\vec n|}=\frac{\sqrt 6}{3}[/tex]
[tex]\rightarrow \cos \alpha = \sqrt{1-\frac{6}{9}}=\frac{\sqrt 3}{3}[/tex]

(q) qua (d) có pttq như trên nên có pt chùm dạng:
[tex]m(2x+y+1) + n(x+z-2) = 0, (dk: M^2+n^2 > 0)[/tex]
[tex]\leftrightarrow (2m+n)x+my+nz+(m-2n) =0[/tex]
(vtpt là [tex]\vec t(2m+n, m, n)[/tex])

[tex]\rightarrow \cos \alpha = \frac{|\vec n . \vec t |}{|\vec n|.|\vec t|} =\frac{|3m|}{3.\sqrt{5m^2+2n^2+4mn}}[/tex]

[tex]\frac{|3m|}{3.\sqrt{5m^2+2n^2+4mn}} =\frac{\sqrt 3}{3} \rightarrow m^2 + 2mn + n^2 = 0 \rightarrow (m+n)^2=0 \rightarrow m =-n[/tex]

chọn [tex]m=1 \rightarrow n = -1[/tex]
pt mp (q): [tex]x+y-z+3=0[/tex]

có cách làm nào không sử dụng pt chùm mặt phẳng được không anh??
 
K

kenofhp

có cách làm nào không sử dụng pt chùm mặt phẳng được không anh??

Quên mất, cái chùm là chương trình a học từ năm 2k7. Bây h chắc ko được dùng :D có cách khác, cũng ko dài hơn là mấy.

Em giả sử (Q) có vtpt là [TEX]\vec p(A, B, C)[/TEX]
[TEX]\vec p \perp \vec u \Rightarrow \vec p . \vec u =0 \Rightarrow -A+2B+C = 0 \Rightarrow A=2B+C (1)[/TEX]

Lại có thêm cái góc có [TEX]\cos\alpha = \frac{\sqrt 3}{3}[/TEX] nên
[TEX]\frac{|2A-B-2C|}{3 \sqrt{A^2+B^2+C^2}} = \frac{\sqrt 3}{3}[/TEX]

Thay cái (1) vào nữa được [TEX]\frac{|3B|}{\sqrt{5B^2+4BC+2C^2}}=\sqrt{3}[/TEX]
Nhân chéo rồi bình phương, chuyển vế ra [TEX]2(B+C)^2=0 \Rightarrow B=-C[/TEX]

Đến đây em chọn C=-1 thì B = 1, thay vào (1) ra A= 1

Có vtpt của (Q) rồi, h chỉ cần chọn thêm 1 điểm thuộc (Q) là lập được pt. Em chọn 1 điểm trên (d) là ok vì (Q) chứa (d). Có thể đọc ngay điểm I(0, -1, 2) từ pt chính tắc của (d). Xong :D
 
Top Bottom