Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Tài liệu gồm 327 trang, tổng hợp lý thuyết, các dạng toán và bài tập tự luận + trắc nghiệm chuyên đề phương trình đường thẳng trong không gian, từ cơ bản đến nâng cao, có đáp án và lời giải chi tiết, giúp học sinh lớp 12 tham khảo khi học chương trình môn Toán 12.

BÀI 3. PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG TRONG KHÔNG GIAN.

  1. LÝ THUYẾT. II. HỆ THỐNG BÀI TẬP TỰ LUẬN. + Dạng 1. Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng. + Dạng 2. Lập phương trình đường thẳng. + Dạng 3. Xét vị trí tương đối của hai đường thẳng. + Dạng 4. Vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng. + Dạng 5. Hình chiếu của một điểm lên một đường thẳng. + Dạng 6. Hình chiếu của một điểm lên một mặt phẳng. + Dạng 7. Khoảng cách từ điểm đến đường thẳng, khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau. + Dạng 8. Góc giữa hai đường thẳng, góc giữa đường thẳng và mặt phẳng. + Dạng 9. Xác định tọa độ điểm trên đường thẳng. HỆ THỐNG MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP VỀ LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG: + Bài toán 1. Lập phương trình đường thẳng d đi qua điểm A và d vuông góc (α). + Bài toán 2. Lập phương trình đường thẳng d đi qua điểm A và d // ∆. + Bài toán 3. Lập phương trình đường thẳng d đi qua điểm A và d // (P), d // (Q), (P) không song song, không trùng với (Q). + Bài toán 4. Lập phương trình đường thẳng d là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và (Q). + Bài toán 5. Lập phương trình đường thẳng d đi qua A và d vuông góc d1, d vuông góc d2, d1 không song song, không trùng với d2. + Bài toán 6. Lập phương trình đường thẳng d đi qua A và d // (P), d vuông góc d’. + Bài toán 7. Lập phương trình đường thẳng d’ là hình chiếu vuông góc của d trên mặt phẳng (α). III. HỆ THỐNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM. 1. Bài tập trắc nghiệm trích từ đề tham khảo và đề chính thức của Bộ Giáo dục và Đào tạo từ năm 2017 đến nay. 2. Bài tập trắc nghiệm mức độ 5 – 6 điểm (nhận biết). 3. Bài tập trắc nghiệm mức độ 7 – 8 điểm (thông hiểu). 4. Bài tập trắc nghiệm mức độ 9 – 10 điểm (vận dụng – vận dụng cao).
  • Phương Pháp Toạ Độ Trong Không Gian

Ghi chú: Quý thầy, cô và bạn đọc có thể chia sẻ tài liệu trên TOANMATH.com bằng cách gửi về: Facebook: TOÁN MATH Email: [email protected]

Với loạt Phương trình đường thẳng và cách giải bài tập sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Toán 12.

Phương trình đường thẳng và cách giải bài tập

  1. LÝ THUYẾT

1. Vectơ chỉ phương của đường thẳng

- Vectơ

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
khác vectơ – không được gọi là vectơ chỉ phương của đường thẳng d nếu giá của vectơ
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
song song hoặc trùng với đường thẳng d.

- Nếu

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là vectơ chỉ phương của đường thẳng d thì vectơ
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
với k ≠ 0 cũng là vectơ chỉ phương của đường thẳng d \=> đường thẳng d có vô số vectơ chỉ phương và các vectơ chỉ phương này cùng phương.

- Một đường thẳng d trong không gian hoàn toàn xác định nếu biết một điểm A thuộc d và một vectơ chỉ phương

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
của nó.

2. Phương trình tham số – Phương trình chính tắc của đường thẳng

- Phương trình tham số của đường thẳng d đi qua điểm M0(x0;y0;z0) và có vectơ chỉ phương

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là phương trình có dạng
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
trong đó t là tham số.

- Nếu

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
thì ta có thể viết phương trình đường thẳng d dưới dạng chính tắc như sau:
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ VÍ DỤ MINH HỌA

Dạng 1: Xác định vectơ chỉ phương (VTCP) của đường thẳng

Phương pháp giải:

Đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
, hoặc
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
thì d đi qua M0(x0;y0;z0) và có 1 VTCP
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
.

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là 1 VTCP của d thì cũng là 1 VTCP của d.

Một số dạng thường gặp:

+) d qua hai điểm A, B thì

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là 1 VTCP của d.

+) (d) ⊥ (P): Ax + By + Cz + D = 0 thì (A; B; C) là 1 VTCP của d.

+) (d) || (Δ) mà (Δ) có VTCP

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
thì
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
cũng là 1 VTCP của d.

+) (d) = (P) ∩ (Q) thì

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là 1 VTCP của d.

+) (d) ⊥ (d1) và (d) ⊥ (d2) thì

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là 1 VTCP của d.

+) (d) || (P) và (d) ⊥ (Δ) thì

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là 1 VTCP của d.

Ví dụ 1: Trong không gian cho A (1; 1; 0) và B (0; 1; 2). Vectơ nào sau đây là một VTCP của đường thẳng AB?

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Một vectơ chỉ phương của đường thẳng AB là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn B.

Ví dụ 2: Cho (P): 3x – y + 2z – 7 = 0 và (Q): x + 3y – 2z + 3 = 0. Biết d là giao tuyến của (P) và (Q), một VTCP của d là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

(P) có vectơ pháp tuyến là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

(Q) có vectơ pháp tuyến là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Vì d là là giao tuyến của (P) và (Q) nên ta có

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Ta chọn VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn A.

Dạng 2: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm và biết vectơ chỉ phương.

Phương pháp giải:

  1. Loại 1: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M0(x0;y0;z0) và có vectơ chỉ phương
    Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
    .

+) Phương trình tham số của đường thẳng Δ là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

+) Phương trình chính tắc của đường thẳng Δ là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

  1. Loại 2: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua hai điểm A, B.

+) Xác định vectơ chỉ phương của Δ là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

+) Viết phương trình đường thẳng Δ qua điểm A và có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

  1. Loại 3: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M và song song với đường thẳng d.

+) Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng Δ là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

+) Viết phương trình đường thẳng Δ qua điểm M và có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chú ý: Các trường hợp đặc biệt.

Nếu đường thẳng Δ song song với trục Ox thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Nếu đường thẳng Δ song song với trục Oy thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Nếu đường thẳng Δ song song với trục Oz thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

  1. Loại 4: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M và vuông góc với mặt phẳng (α).

+) Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng Δ là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

+) Viết phương trình đường thẳng Δ qua điểm M và có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chú ý: Các trường hợp đặc biệt.

Nếu Δ vuông góc với mặt phẳng (Oxy) thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Nếu Δ vuông góc với mặt phẳng (Oxz) thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Nếu Δ vuông góc với mặt phẳng (Oyz) thì có VTCP là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Ví dụ 3: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M (1; 2; -3) và có vectơ chỉ phương

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Phương trình tham số của đường thẳng Δ là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn A

Ví dụ 4: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho A (2; 3; -1), B (1; 2; 4), phương trình đường thẳng d đi qua hai điểm A, B là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Đường thẳng d đi qua điểm A và nhận

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
làm vectơ chỉ phương.

Nên phương trình đường thẳng d là:

Chọn C.

Ví dụ 5: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz hãy viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M (4; -2; 2) và song song với đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Vì đường thẳng Δ song song với đường thẳng d nên

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Vì Δ đi qua điểm M nên ta có phương trình đường thẳng Δ là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn A.

Ví dụ 6: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm A (-2; 4; 3) và vuông góc với mặt phẳng (α): 2x – 3y + 6z + 19 = 0.

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Mặt phẳng (α) có vectơ pháp tuyến là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Vì đường thẳng Δ vuông góc với mặt phẳng (α) nên

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Vì Δ đi qua điểm A (-2; 4; 3) nên phương trình đường thẳng Δ là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn C.

Dạng 3: Viết phương trình đường thẳng đi qua 1 điểm, cắt d1 và thỏa mãn điều kiện khác

  1. Loại 1: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M0(x0;y0;z0) , vuông góc và cắt đường thẳng d.

Phương pháp giải:

Gọi H = (Δ) ∩ d

Tìm tọa độ điểm H từ điều kiện

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Δ là đường thẳng đi qua 2 điểm M và H.

Ví dụ 7: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho điểm M (2; 3; -1) và đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
Gọi Δ là đưởng thẳng qua M, vuông góc và cắt d. Viết phương trình của Δ

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Gọi N là giao điểm của Δ và d. Vì N ∈ d => N (2t; 4t; 3 + t).

Suy ra

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Khi đó:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Suy ra Δ có một vectơ chỉ phương là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
. Mà Δ đi qua M nên phương trình đường thẳng
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn C

  1. Loại 2: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm A vuông góc với đường thẳng d1 và cắt đường thẳng d2

Phương pháp giải:

Gọi B = Δ ∩ d2.

Tìm tọa độ điểm B từ điều kiện

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Δ là đường thẳng đi qua 2 điểm A, B.

Ví dụ 8: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A (1; -1; 3) và hai đường thẳng:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm A vuông góc với đường thẳng d1 và cắt đường thẳng d2

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải:

Gọi:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Đường thẳng d nhận

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là một VTCP.

Đường thẳng d1 có vectơ chỉ phương là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Ta có:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Đường thẳng d qua A (1; -1; 3) và nhận

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
là một VTCP nên phương trình đường thẳng d là
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn C

Loại 3: Viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M và cắt hai đường thẳng d1 và d2

Phương pháp giải:

Gọi A, B lần lượt là giao điểm của d và d1, d và d2.

Đường thẳng d đi qua M nên A, B, M thẳng hàng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
cùng phương
Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
.Từ đó tìm ra A và B.

Ví dụ 9: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm M (2; -1; -6) và hai đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
Đường thẳng đi qua điểm M và cắt cả hai đường thẳng d1 ;d2 tại hai điểm A, B. Độ dài đoạn thẳng AB bằng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Hướng dẫn giải

Vì A thuộc

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
nên A (1 + 2t; 1 – t; -1 + t).

Vì B thuộc

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
nên B (-2 + 3t’; -1 + t’; 2 + 2t’).

Suy ra

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Ta có A, B, M thẳng hàng khi và chỉ khi

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Với t = 1, t’ = 2 ta được A (3; 0; 0), B (4; 1; 6), suy ra

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Chọn A.

III. BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1: Trong không gian cho đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
Một vectơ chỉ phương của d là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 2: Trong không gian cho M (1; 2; 3). Gọi M1;M2 lần lượt là hình chiếu của M lên Ox, Oy. Vectơ nào sau đây là VTCP của M1,M2 ?

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 3: Trong không gian cho điểm A (0; 1; 2) và mặt phẳng (P): 2x – y + z – 4 = 0. Đường thẳng Δ qua A, cắt

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
và song song với (P) có một VTCP là:

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 4: Trong không gian cho đường thẳng d có phương trình

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
. Một vectơ chỉ phương của d là

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 5: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho A (3; -2; 0), B (1; 1; 4), C (-5; 3; 2), viết phương trình đường thẳng AM với M là trung điểm của đoạn thẳng BC

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 6: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz hãy viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm M (5; -1; 3) và vuông góc với mặt phẳng (Oxy).

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 7: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A (1; 2; 4), B (-1; 5; 1), C (3; 2; 1) và mặt phẳng (α): - x + 4y – 2z + 6 = 0. Phương trình nào dưới đây là phương trình của đường thẳng đi qua trọng tâm của tam giác ABC và vuông góc với (α).

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 8: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024
điểm A (3; 2; 1). Viết phương trình đường thẳng Δ qua A, cắt đồng thời vuông góc với đường thẳng d.

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 9: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình tham số của đường thẳng Δ đi qua điểm M (-1; 2; -3) và song song với đường thẳng

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

Câu 10: Viết phương trình chính tắc của đường thẳng Δ đi qua điểm A (3; -1; -4) cắt trục Oy và song song với mặt phẳng (P): 2x + y = 0.

Bài tập phương trình đường thẳng lớp 12 năm 2024

ĐÁP ÁN

Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Đáp án

D

D

B

C

D

B

D

D

A

C

IV. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1. Viết phương trình tham số của đường thẳng Δ đi qua điểm S(1; 2; -3) và có vectơ chỉ phương u→=0;2;5.

Bài 2. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho M(0; 3; -1), N(1; 2; 4). Viết phương trình đường thẳng d đi qua hai điểm M, N đã cho.

Bài 3. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, hãy viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm M (4; -2; 2) và song song với đường thẳng d: x−24=y3=z+15.

Bài 4. Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, viết phương trình đường thẳng Δ đi qua điểm P(-2; 0; 3) và vuông góc với mặt phẳng (α): x – 2y + 3z + 5 = 0.

Bài 5. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm M (2; -1; -6) và hai đường thẳng d1: x−21=y+1−1=z+111; d2: x+23=y+11=z−22 Đường thẳng đi qua điểm M và cắt cả hai đường thẳng d1 ;d2 tại hai điểm E, F. Tính độ dài đoạn thẳng EF.

Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Toán lớp 12 hay, chi tiết khác:

  • Phương trình mặt cầu và cách giải
  • Các bài toán về Vị trí tương đối trong không gian và cách giải
  • Các bài toán về Góc trong không gian và cách giải
  • Các bài toán về Khoảng cách trong không gian và cách giải
  • Bài toán Cực trị trong hình học không gian và cách giải

Săn SALE shopee Tết:

  • Đồ dùng học tập giá rẻ
  • Sữa dưỡng thể Vaseline chỉ hơn 40k/chai
  • Tsubaki 199k/3 chai
  • L'Oreal mua 1 tặng 3

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 12, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official