Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Hệ thống bài tập trắc nghiệm phần "Tọa độ điểm và vectơ trong không gian" được phân dạng và có lời giải chi tiết

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024
HH12

Tài liệu gồm có 24 trang Word đẹp và chuẩn. Kèm file PDF để các em có thể lưu nhanh về điện thoại để làm tư liệu học tập.

Một sản phẩm của công ty TNHH Giáo dục Edmicro

CÔNG TY TNHH GIÁO DỤC EDMICRO MST: 0108115077 Địa chỉ: Tầng 5 Tòa nhà Tây Hà, số 19 Đường Tố Hữu, Phường Trung Văn, Quận Nam Từ Liêm, Thành phố Hà Nội, Việt Nam

Lớp học

  • Lớp 1
  • Lớp 2
  • Lớp 3
  • Lớp 4
  • Lớp 5
  • Lớp 6
  • Lớp 7
  • Lớp 8
  • Lớp 9
  • Lớp 10
  • Lớp 11
  • Lớp 12

Tài khoản

  • Gói cơ bản
  • Tài khoản Ôn Luyện
  • Tài khoản Tranh hạng
  • Chính Sách Bảo Mật
  • Điều khoản sử dụng

Thông tin liên hệ

(+84) 096.960.2660

  • Chính Sách Bảo Mật
  • Điều khoản sử dụng

Follow us

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Trong không gian Oxyz, cho một điểm M. Hãy phân tích vecto OM theo 3 vecto không đồng phẳng i, j, k đã cho trên các trục Ox, Oy, Oz

Xem lời giải

747 Bài tập trắc nghiệm phương pháp tọa độ trong không gian Oxyz là tài liệu cực kì hữu ích mà Download.vn muốn giới thiệu đến quý thầy cô và các bạn lớp 12 cùng tham khảo.

Tài liệu gồm 94 trang tổng hợp 744 bài tập trắc nghiệm phương pháp tọa độ trong không gian Oxyz có đáp án, các bài tập được đánh số ID, được phân loại theo từng dạng bài và sắp xếp theo thứ tự độ khó tăng dần dựa trên 04 mức độ nhận thức: nhận biết, thông hiểu, vận dụng bậc thấp và vận dụng bậc cao.

Các bài toán trắc nghiệm Oxyz được phân loại thành 06 vấn đề dựa vào các đơn vị bài học trong SGK Hình học 12 chương 3 như sau:

1900.edu.vn xin giới thiệu: Tổng hợp các dạng bài tập về hệ tọa độ trong không gian Toán 12. Đây sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích, giúp các bạn học sinh ôn tập và củng cố kiến thức đã học, tự luyện tập nhằm học tốt môn Toán 12, giải bài tập Toán 12 tốt hơn. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài viết dưới đây.

Kiến thức cần nhớ

  1. Tọa độ của điểm và của vecto

1. Hệ tọa độ

Trong không gian, xét ba trục tọa độ x’Ox; y’Oy; z’Oz vuông góc với nhau từng đôi một và chung một điểm gốc O. Gọi i→; j→ ; k→ lần lượt là các vectơ đơn vị, trên các trục x’Ox; y’Oy; z’Oz.

Hệ ba trục như vậy gọi là hệ trục tọa độ Đề- các vuông góc Oxyz trong không gian, hay đơn giản gọi là hệ trục tọa độ Oxyz.

Điểm O được gọi là gốc tọa độ.

Các mặt phẳng (Oxy); (Oyz); (Ozx) đôi một vuông góc với nhau được gọi là các mặt phẳng tọa độ.

Không gian với hệ tọa độ Oxyz còn gọi là không gian Oxyz.

- Vì i→; j→ ; k→ là các vecto đơn vị đôi một vuông góc với nhau nên: i→2=j→2=k→2=1 và i→ . j→ = j→. k→ = k→ . i→ =0.

2. Tọa độ của một điểm

- Trong không gian Oxyz, cho một điểm M tùy ý. Vì ba vecto i→; j→; k→ không đồng phẳng nên có một bộ ba số (x; y; z) duy nhất sao cho: OM→ = x.i→+ y. j→ +​z. k→

- Ngược lại, với bộ ba số (x; y; z) ta có một điểm M duy nhất trong không gian thỏa mãn hệ thức OM→ = x.i→ + y. j→ +​ z.k→.

- Ta gọi bộ ba số (x; y; z) là tọa độ của điểm M đối với hệ trục tọa độ Oxyz đã cho và viết: M = (x; y; z) hoặc M (x; y; z).

3. Tọa độ của vecto

- Trong không gian Oxyz cho vecto , khi đó luôn tồn tại duy nhất bộ ba số (a1; a2; a3) sao cho a→ = a1.i→ + a2. j→ +​ a3. k→.

Ta gọi bộ ba số (a1; a2 ; a3) là tọa độ của vecto a→ đối với hệ tọa độ Oxyz cho trước và viết a→=(a1; a2 ; a3) hoặc a→(a1; a2 ; a3).

- Nhận xét : Trong hệ tọa độ Oxyz, tọa độ của điểm M chính là tọa độ của vecto OM→

Ta có: M(x; y; z)⇔OM→ (x; y; z)

II. Biểu thức tọa độ của các phép toán của vecto

- Định lí: Trong không gian Oxyz, cho hai vecto

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Ví dụ 1. Cho u→ (2; −3; 4); v→ ( 4;−2;0)

  1. Tính u→ +​ v→;
  1. 2v→;
  1. u→ −2​ v→.

Lời giải:

  1. u→+v→= (2 + 4; -3-2; 4 + 0) = (6; -5; 4);
  1. Ta có: 2v→ = ( 2.4; 2. (-2); 2.0) = ( 8; - 4; 0).
  1. Ta có: u→ −2​ v→= ( 2 – 8; -3 + 4; 4 - 0) = (- 6; 1; 4)

- Hệ quả:

  1. Cho hai vecto a→=(a1;a2;a3), b→=(b1;b2; b3), ta có:

a→=b→ ⇔a1=b1a2=b2a3=b3

  1. Vecto 0→ có tọa độ ( 0; 0; 0).
  1. Với b→ ≠0→ thì hai vecto a→; b→ cùng phương khi và chỉ khi tồn tại số k sao cho:

⇔ a→=kb→ (k∈ℝ)

⇔a1=kb1a2=kb2a3=kb3 ⇔ a1b1=a2b2=a3b3,(b1, b2, b3≠0)

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Ví dụ 2. Cho u→ (2m; 3; −1); v→ (4; 3; n−2). Tìm m và n để u→ = v→

Lời giải:

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Ví dụ 3. Các cặp vecto sau có cùng phương không?

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Lời giải:

  1. Ta thấy 2−4 = 3−6 ≠714

Do đó, hai vecto trên không cùng phương.

  1. Ta thấy: b→ = −3a→ nên hai vecto trên cùng phương.

Ví dụ 4. Cho hai điểm A( - 3; 4; 0) và B( -1; 0; 8).

  1. Tính AB→;
  1. Tìm tọa độ trung điểm M của AB.

Lời giải:

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

III. Tích vô hướng.

1. Biểu thức tọa độ của tích vô hướng.

- Định lí:

Trong không gian Oxyz, tích vô hướng của hai vecto a→=(a1;a2;a3), b→=(b1;b2; b3) được xác định bởi công thức: a→.b→=a1.b1+a2.b2+a3.b3

Ví dụ 5. Cho a→ (1;−3;4); b→ (1;2;1). Tính a→. b→?

Lời giải:

Ta có: a→. b→ = 1.1 + ( -3). 2 + 4.1 = -1

2. Ứng dụng

  1. Độ dài của một vecto.

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

  1. Khoảng cách giữa hai điểm.

Trong khong gian Oxyz, cho hai điểm A(xA ; yA ; zA) và B(xB; yB ; zB). Khi đó, khoảng cách giữa hai điểm A và B chính là độ dài của vecto AB→. Do đó, ta có:

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

  1. Góc giữa hai vecto.

Nếu là góc góc giữa hai vecto a→ = (a1; a2; a3) và b→ = (b1; b2; b3) với a→; b→ ≠0→ thì

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

Từ đó, suy ra a→⊥b→ ⇔ a1b1+a2b2+a3b3=0

Ví dụ 6. Cho tam giác ABC có A(2; 3; 1); B( 2; 1; 0); C( 0; -1; 2).

  1. Tính AB; AC
  1. Tính cosin của góc A.

Lời giải:

Bài tập về hình học tọa độ trong không gian năm 2024

IV. Phương trình mặt cầu

- Định lí.

Trong không gian Oxyz, mặt cầu (S) tâm I(a; b; c) bán kính r có phương trình là:

( x – a)2 + (y – b)2 + (z – c)2 = r2

- Nhận xét. Phương trình mặt cầu nói trên có thể viết dưới dạng:

x2 + y2 + z2 – 2ax – 2by – 2cz + d = 0 với d = a2 + b2 + c2 – r2

Từ đó, ta chứng minh được rằng phương trình dạng:

x2 + y2 + z2 + 2Ax + 2By + 2Cz + D = 0 với điều kiện A2 + B2 + C2 – D > 0 là phương trình mặt cầu có tâm I( -A; -B; - C) có bán kính r= A2 + B2+​ C2−​D.

Ví dụ 7. Tìm tâm và bán kính của mặt cầu có phương trình sau đây:

  1. x2 + y2 + z2 – 4x + 2y - 1 = 0;
  1. x2 + y2 + z2 – 8x – 2y + 2z + 2 = 0

Lời giải:

  1. Ta có: a = 2; b = -1; c = 0; d = -1

Tâm mặt cầu là I(2; -1; 0) và bán kính R = 22+​ (−1)2+ 02 −(−1) \=6

  1. Ta có: a = 4; b = 1; c = -1; d = 2

Tâm mặt cầu là I( 4; 1; -1) và bán kính R = 42+​ 12+ (−1)2 −2 = 4

Dạng 1: Tìm tọa độ điểm, vectơ trong hệ trục Oxyz.

Dạng 2: Tích có hướng.

Dạng 3: Ứng dụng của tích có hướng để tính diện tích và thể tích.

Dạng 4: Phương trình mặt cầu.

Bài tập tự luyện

1 Bài tập vận dụng

Câu 1: Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình: x2 + y2 + z2 - 2x - 2y - 4z + 5 = 0

Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai?

- Mặt cầu (S) có tâm I(1;1;2) và đường kính có độ dài bằng 2.

- Phương trình chính tắc của mặt cầu (S) là: (x - 1)2 + (y - 1)2 + (z - 2)2 = 1

- Diện tích của mặt cầu (S) là π

- Thể tích của khối cầu (S) là 4π3

Lời giải:

Ta viết lại phương trình của (S) dưới dạng chính tắc như sau:

x2 + y2 + z2 - 2x - 2y - 4z + 5 = 0

<=> (x2 - 2x + 1) +(y2 - 2y + 1) + (z2 - 4z + 4) = 1 + 1 + 4 - 5

<=> (x - 1)2 + (y - 1)2 + (z - 2)2 = 1

Vậy khẳng định B đúng.

Mặt cầu (S) có tâm I(1;1;2) và có bán kính R=1, do đó đường kính của (S) là 2R=2.

Vậy khẳng định A đúng.

Thể tích của khối cầu (S) là

Khẳng định C là sai do nhầm giữa công thức diện tích của mặt cầu với diện tích của đường tròn. Diện tích mặt cầu (S) là: 4πR2 = 4π

Câu 2: Trong không gian Oxyz, cho tứ diện đều ABCD có A(0;1;2). Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng (BCD). Cho H(4;-3;-2). Tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu (S) ngoại tiếp tứ diện ABCD là:

Lời giải:

Do ABCD là tứ diện đều nên H là trọng tâm tam giác BCD và I trùng với trọng tâm G của tứ diện ABCD. Ta có: