Giải Bài 5.43 trang 63 SGK Toán 12
Đề bài
Trong không gian $Oxyz$, cho điểm $A(1;0;2)$ và hai đường thẳng $d:\dfrac{x}{1}=\dfrac{y-1}{2}=\dfrac{z}{2}$, $d':\dfrac{x+1}{2}=\dfrac{y+2}{2}=\dfrac{z-3}{-1}$.
a) Xét vị trí tương đối của hai đường thẳng $d$ và $d'$.
b) Viết phương trình đường thẳng $\Delta$ đi qua $A$ và song song với đường thẳng $d$.
c) Viết phương trình mặt phẳng $(P)$ chứa $A$ và $d$.
d) Tìm giao điểm của đường thẳng $d$ với mặt phẳng $(Oxz)$.
Lời giải
a) Vị trí tương đối của $d$ và $d'$
Đường thẳng $d$ đi qua $M(0;1;0)$ và có vectơ chỉ phương $\vec{u}=(1;2;2)$.
Đường thẳng $d'$ đi qua $N(-1;-2;3)$ và có vectơ chỉ phương $\vec{v}=(2;2;-1)$.
Vì $\dfrac{1}{2}\ne\dfrac{2}{2}$ nên $\vec{u}$ và $\vec{v}$ không cùng phương, do đó $d$ và $d'$ cắt nhau hoặc chéo nhau.
Ta có $\vec{MN}=(-1;-3;3)$ và
$$[\vec{u},\vec{v}]=\left(\begin{vmatrix}2&2\\2&-1\end{vmatrix};\begin{vmatrix}2&1\\-1&2\end{vmatrix};\begin{vmatrix}1&2\\2&2\end{vmatrix}\right)=(-6;\,5;\,-2).$$
Xét tích hỗn tạp:
$$[\vec{u},\vec{v}]\cdot\vec{MN}=(-6)(-1)+5\cdot(-3)+(-2)\cdot 3=6-15-6=-15\ne 0.$$
Vậy $d$ và $d'$ chéo nhau.
b) Phương trình đường thẳng $\Delta$ qua $A$ và song song với $d$
Vì $\Delta\parallel d$ nên $\Delta$ nhận $\vec{u}=(1;2;2)$ làm vectơ chỉ phương, lại đi qua $A(1;0;2)$. Do đó:
$$\Delta:\ \dfrac{x-1}{1}=\dfrac{y}{2}=\dfrac{z-2}{2}.$$
c) Phương trình mặt phẳng $(P)$ chứa $A$ và $d$
Mặt phẳng $(P)$ chứa $d$ nên chứa điểm $M(0;1;0)$ và vectơ $\vec{u}=(1;2;2)$; đồng thời đi qua $A(1;0;2)$ với $\vec{MA}=(1;-1;2)$.
Vectơ pháp tuyến của $(P)$:
$$\vec{n}=[\vec{u},\vec{MA}]=\left(\begin{vmatrix}2&2\\-1&2\end{vmatrix};\begin{vmatrix}2&1\\2&1\end{vmatrix};\begin{vmatrix}1&2\\1&-1\end{vmatrix}\right)=(6;\,0;\,-3)=3(2;0;-1).$$
Chọn $\vec{n}=(2;0;-1)$. Mặt phẳng $(P)$ qua $M(0;1;0)$:
$$2(x-0)+0\cdot(y-1)-1\cdot(z-0)=0\ \Leftrightarrow\ 2x-z=0.$$
Kiểm tra: $A(1;0;2)$ cho $2\cdot1-2=0$ (thỏa mãn). Vậy $(P):\ 2x-z=0$.
d) Giao điểm của $d$ với mặt phẳng $(Oxz)$
Viết $d$ dạng tham số: $x=t,\ y=1+2t,\ z=2t$.
Mặt phẳng $(Oxz)$ có phương trình $y=0$. Thay vào:
$$1+2t=0\ \Rightarrow\ t=-\dfrac{1}{2}.$$
Suy ra $x=-\dfrac{1}{2},\ y=0,\ z=-1$.
Vậy giao điểm là $B\left(-\dfrac{1}{2};0;-1\right)$.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.
