Sách giáo khoa Toán 12 Tập hai

Giải Hoạt động 3 trang 44 SGK Toán 12

Bài 15. Phương trình đường thẳng trong không gian   Đã kiểm chéo

Đề bài

Hình thành khái niệm phương trình chính tắc của đường thẳng
Trong không gian $Oxyz$, cho đường thẳng $\Delta$ đi qua điểm $A(x_0; y_0; z_0)$ và có vectơ chỉ phương $\vec{u} = (a; b; c)$ ($a, b, c$ là các số khác 0).
a) Điểm $M(x; y; z)$ thuộc $\Delta$ khi và chỉ khi hai vectơ $\overrightarrow{AM} = (x - x_0; y - y_0; z - z_0)$ và $\vec{u} = (a; b; c)$ có mối quan hệ gì?
b) Điểm $M(x; y; z)$ thuộc $\Delta$ khi và chỉ khi các số $\dfrac{x - x_0}{a}, \dfrac{y - y_0}{b}, \dfrac{z - z_0}{c}$ có mối quan hệ gì?

Lời giải

a) Đường thẳng $\Delta$ đi qua $A$ và nhận $\vec{u}$ làm vectơ chỉ phương, nên $\vec{u}$ là một vectơ chỉ phương của $\Delta$.

Điểm $M(x; y; z)$ thuộc $\Delta$ khi và chỉ khi vectơ $\overrightarrow{AM}$ cùng phương với vectơ chỉ phương $\vec{u}$, tức là tồn tại số thực $t$ sao cho:
$$\overrightarrow{AM} = t\,\vec{u}.$$
Như vậy, hai vectơ $\overrightarrow{AM}=(x-x_0;\,y-y_0;\,z-z_0)$ và $\vec{u}=(a;\,b;\,c)$ cùng phương (tỉ lệ với nhau).

b) Từ $\overrightarrow{AM} = t\,\vec{u}$, so sánh từng tọa độ ta được:
$$\begin{cases} x - x_0 = a\,t \\ y - y_0 = b\,t \\ z - z_0 = c\,t \end{cases}$$
Vì $a, b, c$ đều khác $0$, ta chia mỗi phương trình cho $a$, $b$, $c$ tương ứng:
$$\dfrac{x - x_0}{a} = t,\quad \dfrac{y - y_0}{b} = t,\quad \dfrac{z - z_0}{c} = t.$$
Do cả ba biểu thức cùng bằng $t$ nên chúng bằng nhau:
$$\dfrac{x - x_0}{a} = \dfrac{y - y_0}{b} = \dfrac{z - z_0}{c}.$$
Đây chính là phương trình chính tắc của đường thẳng $\Delta$.

Đáp số

$\overrightarrow{AM}$ và $\vec{u}$ cùng phương: $\overrightarrow{AM}=t\,\vec{u}$$\dfrac{x-x_0}{a}=\dfrac{y-y_0}{b}=\dfrac{z-z_0}{c}$

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.