Câu hỏi:
2 năm trước

Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho đường thẳng \(\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + \left( {{m^2} - 2m} \right)t\\y = 5 - \left( {m - 4} \right)t\\z = 7 - 2\sqrt 2 \end{array} \right.\) và điểm \(A\left( {1;2;3} \right)\). Gọi \(S\) là tập các giá trị thực của tham số \(m\) để khoảng cách từ \(A\) đến đường thẳng \(\Delta \) có giá trị nhỏ nhất. Tổng các phần tử của \(S\) là

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: b
Lời giải - Đề thi thử THPTQG môn Toán THPT Chuyên Hạ Long Quảng Ninh lần 3 - ảnh 1

Đường thẳng \(\Delta \) đi qua điểm \(M\left( {2;5;7 - 2\sqrt 2 } \right)\) và nhận \(\overrightarrow u  = \left( {{m^2} - 2m;4 - m;0} \right)\) làm VTCP.

Có \(\overrightarrow {AM}  = \left( {1;3;4 - 2\sqrt 2 } \right) \Rightarrow AM= \sqrt{34 - 16\sqrt 2} \).

Để \(d\left( {A,\Delta } \right) = A{H_{\min }}\) thì \(\sin \alpha  = \dfrac{{AH}}{{AM}}\) đạt GTNN hay \(\cos \alpha \) đạt GTLN.

Mà \(\cos \alpha  = \cos \left( {AM,\Delta } \right) = \dfrac{{\left| {\overrightarrow {AM} .\overrightarrow u } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {AM} } \right|.\left| {\overrightarrow u } \right|}} = \dfrac{{\left| {\left( {{m^2} - 2m} \right) + 3\left( {4 - m} \right)} \right|}}{{ {\sqrt{34 - 16\sqrt 2} }.\sqrt {{{\left( {{m^2} - 2m} \right)}^2} + {{\left( {4 - m} \right)}^2}} }}\) 

Mà \(\left| {\left( {{m^2} - 2m} \right) + 3\left( {4 - m} \right)} \right| \le \sqrt {{1^2} + {3^2}} .\sqrt {{{\left( {{m^2} - 2m} \right)}^2} + {{\left( {4 - m} \right)}^2}} \)

\( \Rightarrow \dfrac{{\left| {\left( {{m^2} - 2m} \right) + 3\left( {4 - m} \right)} \right|}}{{ {\sqrt{34 - 16\sqrt 2} }.\sqrt {{{\left( {{m^2} - 2m} \right)}^2} + {{\left( {4 - m} \right)}^2}} }} \le \dfrac{{\sqrt {10} }}{{\sqrt{34 - 16\sqrt 2} }}\) 

\( \Rightarrow \cos \alpha \) đạt GTLN nếu \(\dfrac{{{m^2} - 2m}}{1} = \dfrac{{4 - m}}{3} \Leftrightarrow 3{m^2} - 6m = 4 - m \Leftrightarrow 3{m^2} - 5m - 4 = 0\)

Phương trình này có hai nghiệm phân biệt do \(ac < 0\) nên tổng các giá trị của \(m\) là \(\dfrac{5}{3}\) .

Hướng dẫn giải:

Khoảng cách từ điểm \(A\) đến đường thẳng \(\Delta \) là nhỏ nhất nếu góc tạo bởi đường thẳng \(AM\) với \(\Delta \) đạt GTNN.

Ở đó, \(M\) là điểm đi qua của \(\Delta \).

Công thức tính góc giữa hai đường thẳng: \(\cos \alpha  = \dfrac{{\left| {\overrightarrow {AM} .\overrightarrow u } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {AM} } \right|.\left| {\overrightarrow u } \right|}}\) .

Câu hỏi khác