Bài 13 trang 101 SGK Hình học 12

Đề bài

Trong không gian \(Oxyz\), cho hai đường thẳng: 

\({d_1}:\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = - 1 + 3t\\y = 1 + 2t\\z = 3 - 2t\end{array} \right.\,\,\,\,\,\,\,{d_2}:\left\{ \begin{array}{l}x = t'\\y = 1 + t'\\z = - 3 + 2t'\end{array} \right.\)

a) Chứng minh rằng d₁ và d₂  cùng thuộc một mặt phẳng.

b) Viết phương trình mặt phẳng đó.

Hướng dẫn giải

a) Chứng minh \(\left[ {\overrightarrow {{a_1}} .\overrightarrow {{a_2}} } \right].\overrightarrow {{M_1}{M_2}}  = 0\), với \(\overrightarrow {{a_1}} ;\overrightarrow {{a_2}} \) lần lượt là các VTCP của \({d_1};{d_2}\) và \({M_1} \in {d_1};\,\,{M_2} \in {d_2}\).

b) Mặt phẳng chứa \({d_1};{d_2}\) đi qua \({M_1}\) và nhận \(\overrightarrow n  = \left[ {\overrightarrow {{a_1}} .\overrightarrow {{a_2}} } \right]\) là 1 VTPT.

Lời giải chi tiết

a) Đường thẳng d₁ đi qua điểm \(M_1(-1; 1; 3)\) và có VTCP \(\overrightarrow {{a_1}}  = (3;2; - 2)\)

    Đường thẳng d₂ đi qua điểm \(M_2\)\((0; 1; -3)\) và có VTCP \(\overrightarrow {{a_2}} = (1; 1; 2)\).

Ta có \(\left[ {\overrightarrow {{a_1}} ,\overrightarrow {{a_2}} } \right]= (6; -8; 1)\), \(\overrightarrow {{M_1}{M_2}}  = (1; 0; -6)\)

\( \Rightarrow \left[ {\overrightarrow {{a_1}} ,\overrightarrow {{a_2}} } \right]\). \(\overrightarrow {{M_1}{M_2}}  = 0\)

Vậy ba vectơ \(\overrightarrow {{a_1}} ,\overrightarrow {{a_2}} ,\overrightarrow {{M_1}{M_2}} \) đồng phẳng hay hai đường thẳng d₁, d₂ nằm cùng một mặt phẳng.

b) Gọi \((P)\) là mặt phẳng chứa d₁ và d₂.

Khi đó \((P)\) qua điểm \(M_1 (-1; 1; 3)\) và có vectơ pháp tuyến

\(\overrightarrow n  = \left[ {\overrightarrow {{a_1}} ,\overrightarrow {{a_2}} } \right]= (6; -8; 1)\).

Phương trình mặt phẳng \((P)\) có dạng:

\(6(x + 1) - 8(y - 1) + (z - 3) = 0\)

\(\Leftrightarrow  6x - 8y + z + 11 = 0\)