TOANMATH.com Trang 1
BÀI 2. PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG
Mục tiêu
Kiến thức
+ Nắm được cách xác định mặt phẳng, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng.
+ Nắm được công thức tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng, góc giữa hai mặt phẳng.
+ Nhận biết được vị trí tương đối giữa đường thẳng với mặt phẳng, giữa mặt phẳng với mặt cầu.
Kĩ năng
+ Viết được phương trình tổng quát của mặt phẳng.
+ Xác định được vectơ pháp tuyến trong các trường hợp.
+ Tính được khoảng cách và góc.
+ Xác định được vị trí tương đối và vận dụng vào giải bài tập.
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Phương trình mặt phẳng
Vectơ pháp tuyến
Vectơ 0 n
là vectơ pháp tuyến của nếu giá của n
vuông góc với .
Cặp vectơ chỉ phương của mặt phẳng
Hai vectơ ,a b
không cùng phương là cặp vectơ chỉ phương của nếu các giá của chúng song song
hoặc nằm trên .
Chú ý:
Nếu n
là một vectơ pháp tuyến của thì 0 kn k
cũng là vectơ pháp tuyến của .
Nếu ,a b
là một cặp vectơ chỉ phương của thì , n a b
là một vectơ pháp tuyến của .
Phương trình tổng quát của mặt phẳng
0 Ax By Cz D với 2 2 2 0 A B C .
Nếu ( ) có phương trình 0 Ax By Cz D thì ( ; ; ) n A B C là một vectơ pháp tuyến của
( ) .
Phương trình mặt phẳng đi qua 0 0 0 0 ; ; M x y z và có một vectơ pháp tuyến ( ; ; ) n A B C là:
0 0 0 0 A x x B y y C z z .
Các trường hợp đặc biệt
Các hệ số Phương trình mặt phẳng Tính chất mặt phẳng
0 D . 0 Ax By Cz đi qua gốc tọa độ O
0 A 0 By Cz D / / Ox hoặc Ox
TOANMATH.com Trang 2
0 B 0 Ax Cz D / /Oy hoặc Oy
0 C 0 Ax By D / /Oz hoặc Oz
0 A B 0 Cz D / / Oxy hoặc
Oxy
0 A C 0 By D / / Oxz hoặc
Oxz
0 B C 0 Ax D / / Oyz hoặc
Oyz
Nếu ( ) cắt các trục toạ độ tại các điểm ( ;0;0),(0; ;0),(0;0; ) a b c với 0 abc thì ta có phương trình mặt
phẳng theo đoạn chắn ( ) : 1 x y z a b c .
Chú ý: Nếu trong phương trình ( ) không chứa ẩn nào thì ( ) song song hoặc chứa trục tương ứng.
2. Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng
Trong không gian , Oxyz cho điểm ; ; A A A A x y z và mặt phẳng
( ): 0 Ax By Cz D .
Khi đó khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng ( ) được tính theo công thức:
2 2 2 d( ,( ))
A A A Ax By Cz D A
A B C
3. Vị trí tương đối
Vị trí tương đối giữa hai mặt phẳng
Trong không gian , Oxyz cho hai mặt phẳng
1 1 1 1 2 2 2 2 ( ): 0; ( ): 0 A x B y C z D A x B y C z D
+) 1 1 1 1
2 2 2 2 ( ) ( ) A B C D A B C D .
+) 1 1 1 1
2 2 2 2 ( ) / /( ) A B C D A B C D .
+) 1 1
2 2 ( ) ( ) A B A B hoặc 1 1
2 2
B C B C .
+) 1 2 1 2 1 2 ( ) ( ) 0 A A B B C C .
Vị trí tương đối giữa mặt phẳng và mặt cầu
Trong không gian , Oxyz cho mặt phẳng và mặt cầu
TOANMATH.com Trang 3
( ): 0 Ax By Cz D ;
2 2 2 2 ( ) :( ) ( ) ( ) S x a y b z c R .
Để xét vị trí của ( ) và ( ) S ta làm như sau:
+) Nếu , d I R thì ( ) không cắt ( ) S .
+) Nếu , d I R thì tiếp xúc S tại . H Khi đó H được gọi là
tiếp điểm đồng thời H là hình chiếu vuông góc của I lên và
được gọi là tiếp diện.
+) Nếu , d I R thì cắt S theo đường tròn có phương trình
2 2 2 2 ( ) ( ) ( ):
0.
x a y b z c R C
Ax By Cz D
Bán kính của C là 2 2 d [ ,( )] r R I .
Tâm J của (C) là hình chiếu vuông góc của I trên .
4. Góc giữa hai mặt phẳng
Trong không gian , Oxyz cho hai mặt phẳng
1 1 1 1 ( ): 0 A x B y C z D và 2 2 2 2 ( ): 0 A x B y C z D .
Góc giữa ( ) và ( ) bằng hoặc bù với góc giữa hai vectơ pháp tuyến , . n n Tức là
1 2 1 2 1 2
2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 cos , cos , . n n A A B B C C n n
n n A B C A B C
…
Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.