Trong không gian \(Oxyz\), cho đường thẳng d: \(\dfrac{{x + 1}}{2} = \dfrac{{y - 1}}{1} = \dfrac{z}{{ - 2}}\) và điểm \(A\left( {3;1; - 1} \right)\). Gọi \(\left( \alpha \right)\) là mặt phẳng đi qua \(A\) và chứa đường thẳng \(d\). Điểm nào dưới đây thuộc \(\left( \alpha \right)\)?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có đường thẳng \(d:\dfrac{{x + 1}}{2} = \dfrac{{y - 1}}{1} = \dfrac{z}{{ - 2}}\) có 1 vecto chỉ phương là \(\overrightarrow {{u_d}} = \left( {2;1; - 2} \right)\) và đi qua \(B\left( { - 1;1;0} \right)\).
Ta có: \(A\left( {3;1; - 1} \right) \Rightarrow \overrightarrow {AB} = \left( { - 4;0;1} \right)\) \( \Rightarrow \left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {{u_d}} } \right] = \left( {1;6;4} \right)\).
Gọi \(\overrightarrow {{n_\alpha }} \) là 1 vecto pháp tuyến của mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}d \subset \left( \alpha \right) \Rightarrow \overrightarrow {{n_\alpha }} \bot \overrightarrow {{u_d}} \\AB \subset \left( \alpha \right) \Rightarrow \overrightarrow {{n_\alpha }} \bot \overrightarrow {AB} \end{array} \right.\) \( \Rightarrow \overrightarrow {{n_\alpha }} = \left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {{u_d}} } \right] = \left( {1;6;4} \right)\).
Mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) đi qua \(A\left( {3;1; - 1} \right)\) và có 1 VTPT \(\overrightarrow {{n_\alpha }} = \left( {1;6;4} \right)\) có phương trình là:
\(1.\left( {x - 3} \right) + 6.\left( {y - 1} \right) + 4.\left( {z + 1} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow x + 6y + 4z - 5 = 0\).
Thay tọa độ điểm \(M\left( {1;0;1} \right)\) vào phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) ta có: \(1 + 6.0 + 4.1 - 5 = 0 \Rightarrow M \in \left( \alpha \right)\).
Hướng dẫn giải:
- Tìm vecto pháp tuyến của \(\left( \alpha \right)\) dựa vào công thức tính tích có hướng của hai vecto: \(\overrightarrow {{n_\alpha }} = \left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {{u_d}} } \right]\), với \(B\) là điểm bất kì thuộc \(d\).
- Viết phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) đi qua \(A\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right)\) và có 1 VTPT \(\overrightarrow {{n_\alpha }} = \left( {a;b;c} \right)\):
\(a\left( {x - {x_0}} \right) + b\left( {y - {y_0}} \right) + c\left( {z - {z_0}} \right) = 0\).
- Thay tọa độ các điểm ở các đáp án vào phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) và chọn điểm thuộc mặt phẳng.