Sách giáo khoa Toán 12 Tập hai

Giải Hoạt động 5 trang 46 SGK Toán 12

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

Đề bài

Tìm điều kiện để hai đường thẳng vuông góc với nhau
Trong không gian $Oxyz$, cho hai đường thẳng $\Delta_1$, $\Delta_2$ tương ứng có vectơ chỉ phương $\vec{u_1} = (a_1; b_1; c_1)$, $\vec{u_2} = (a_2; b_2; c_2)$.
a) Hai đường thẳng $\Delta_1$ và $\Delta_2$ vuông góc với nhau khi và chỉ khi hai giá của $\vec{u_1}$, $\vec{u_2}$ có mối quan hệ gì?
b) Tìm điều kiện đối với $\vec{u_1}$, $\vec{u_2}$ để $\Delta_1$ và $\Delta_2$ vuông góc với nhau.

Bài có hình vẽ / bảng trong sách — xem ở trang 46 · mở sách.
Mô tả hình bằng lời

Hình 5.28: Đường thẳng $\Delta_1$ nằm gần ngang, có vectơ chỉ phương $\vec{u_1}$ hướng sang phải. Đường thẳng $\Delta_2$ thẳng đứng phía trên, có vectơ chỉ phương $\vec{u_2}$ hướng lên. Hai đường thẳng minh họa quan hệ vuông góc.

Lời giải

a) Vectơ chỉ phương $\vec{u_1}$ nằm trên (hoặc song song với) đường thẳng $\Delta_1$, vectơ chỉ phương $\vec{u_2}$ nằm trên (hoặc song song với) đường thẳng $\Delta_2$. Do đó hai đường thẳng $\Delta_1$ và $\Delta_2$ vuông góc với nhau khi và chỉ khi giá của $\vec{u_1}$ vuông góc với giá của $\vec{u_2}$, tức là hai vectơ chỉ phương $\vec{u_1}$ và $\vec{u_2}$ vuông góc với nhau.

b) Từ kết quả câu a), $\Delta_1 \perp \Delta_2$ khi và chỉ khi $\vec{u_1} \perp \vec{u_2}$, tức là tích vô hướng của chúng bằng $0$:

$$\vec{u_1} \cdot \vec{u_2} = 0.$$

Với $\vec{u_1} = (a_1; b_1; c_1)$ và $\vec{u_2} = (a_2; b_2; c_2)$, ta có biểu thức tọa độ của tích vô hướng:

$$\vec{u_1} \cdot \vec{u_2} = a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2.$$

Vậy điều kiện để $\Delta_1$ và $\Delta_2$ vuông góc với nhau là:

$$a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2 = 0.$$

Đáp số

Giá của $\vec{u_1}$ vuông góc với giá của $\vec{u_2}$ (tức $\vec{u_1} \perp \vec{u_2}$)$\vec{u_1} \cdot \vec{u_2} = 0 \Leftrightarrow a_1a_2 + b_1b_2 + c_1c_2 = 0$

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