50 bài tập trắc nghiệm hệ tọa độ trong không gian mức độ thông hiểuLàm bàiCâu hỏi 1 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho hai vectơ \(\vec{u},\,\,\vec{v}\) tạo với nhau một góc \({{120}^{0}}\) và \(\left| {\vec{u}} \right|=2;\)\(\left| {\vec{v}} \right|=5.\) Tính giá trị biểu thức \(\left| \vec{u}+\vec{v} \right|.\)
Đáp án: A Phương pháp giải: Sử dụng công thức tích vô hướng của hai vectơ là \(\vec{u}.\vec{v}=\left| {\vec{u}} \right|.\left| {\vec{u}} \right|.\cos \left( \vec{u};\vec{v} \right)\). Lời giải chi tiết: Ta có \({{\left| \vec{u}+\vec{v} \right|}^{2}}={{\left( \vec{u}+\vec{v} \right)}^{2}}={{\left| {\vec{u}} \right|}^{2}}+2\vec{u}.\vec{v}+{{\left| {\vec{v}} \right|}^{2}}\) mà \(\vec{u}.\vec{v}=\left| {\vec{u}} \right|.\left| {\vec{u}} \right|.\cos \left( \vec{u};\vec{v} \right)=2.5.\cos {{120}^{0}}=-\,5.\) Vậy \({{\left| \vec{u}+\vec{v} \right|}^{2}}={{2}^{2}}+2.\left( -\,5 \right)+{{5}^{2}}=19\,\,\xrightarrow{{}}\,\,\left| \vec{u}+\vec{v} \right|=\sqrt{19}.\) Chọn A Câu hỏi 2 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho ba điểm \(A\left( 1;0;0 \right),\,\,B\left( 0;2;0 \right),\,\,C\left( 0;0;-\,3 \right).\) Gọi \(H\) là trực tâm của tam giác \(ABC,\) thì độ dài đoạn \(OH\) là
Đáp án: B Phương pháp giải: Dựa vào tính chất hình học lớp 11, khi H là trực tâm của tam giác ABC với tam diện vuông OABC thì OH vuông góc với mặt phẳng (ABC). Lời giải chi tiết: Vì \(H\) là trực tâm của \(\Delta \,ABC\) và \(O.ABC\) là tam diện vuông tại \(O\) \(\Rightarrow \,\,OH\) vuông góc với mặt phẳng \(\left( ABC \right)\)\(\Rightarrow \,\,d\left( O;\left( ABC \right) \right)=OH.\) Phương trình mặt phẳng \(\left( ABC \right)\) là \(\frac{x}{1}+\frac{y}{2}+\frac{z}{-\,3}=1\Leftrightarrow 6x+3y-2z-6=0.\) Vậy \(OH=d\left( O;\left( ABC \right) \right)=\frac{\left| 6.0+3.0+2.0-6 \right|}{\sqrt{{{6}^{2}}+{{3}^{2}}+{{2}^{2}}}}=\frac{6}{7}.\) Chọn B Câu hỏi 3 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz,\) cho tứ diện \(ABCD\) với \(A\left( 1;2;1 \right),\) \(B\left( 0;0;-\,2 \right),\) \(C\left( 1;0;1 \right),\) \(D\left( 2;1;-\,1 \right).\) Thể tích tứ diện \(ABCD\) là
Đáp án: A Phương pháp giải: Áp dụng công thức tích hỗn tạp để tính thể tích tứ diện : \({{V}_{ABCD}}=\frac{1}{6}\left| \overrightarrow{AB}.\left( \overrightarrow{AC},\ \overrightarrow{AD} \right) \right|.\) Lời giải chi tiết: Ta có \(\left\{ \begin{array}{l} Có \(\overrightarrow{AB}=\left( -1;\ -2;\ -3 \right).\) \(\Rightarrow \,\,\overrightarrow{AB}.\left( \overrightarrow{AC};\overrightarrow{AD} \right)=-1.4-2.0+2.\left( -3 \right)=-10.\) Vậy thể tích tứ diện \(ABCD\) là \(V=\frac{1}{6}\left| \overrightarrow{AB}.\left( \overrightarrow{AC};\overrightarrow{AD} \right) \right|=\frac{1}{6}.10=\frac{5}{3}.\) Chọn A
Câu hỏi 4 : Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC với \(A\left( {8;9;2} \right);\,\,B\left( {3;5;1} \right);\,\,C\left( {11;10;4} \right)\). Số đo góc A của tam giác ABC là:
Đáp án: D Phương pháp giải: \(\cos A = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AC} } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right|}}{{AB.AC}}\) Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow {AB} = \left( { - 5; - 4; - 1} \right);\,\overrightarrow {AC} = \left( {3;1;2} \right) \Rightarrow \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} = - 21\) \(\begin{array}{l}AB = \sqrt {42} ;\,\,AC = \sqrt {14} \\ \Rightarrow \cos A = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AC} } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right|}}{{AB.AC}} = \frac{{21}}{{\sqrt {42} .\sqrt {14} }} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow A = {30^0}\end{array}\) Chọn D. Câu hỏi 5 : Cho \(A\left( {2;1;0} \right);\,\,B\left( {0;4; - 5} \right)\). Tìm tọa độ điểm M nằm trên trục Oy sao cho điểm M cách đều hai điểm A và B.
Đáp án: B Phương pháp giải: Gọi \(M\left( {0;m;0} \right) \in Oy\). Điểm M cách đều hai điểm A, B \( \Leftrightarrow MA = MB\). Lời giải chi tiết: Gọi \(M\left( {0;m;0} \right) \in Oy\) ta có \(M{A^2} = {2^2} + {\left( {m - 1} \right)^2};\,\,M{B^2} = {\left( {m - 4} \right)^2} + {5^2}\) Điểm M cách đều hai điểm A, B \( \Leftrightarrow MA = MB \Leftrightarrow M{A^2} = M{B^2} \Leftrightarrow 4 + {\left( {m - 1} \right)^2} = {\left( {m - 4} \right)^2} + 25\) \( \Leftrightarrow 4 + {m^2} - 2m + 1 = {m^2} - 8m + 16 + 25 \Leftrightarrow 6m = 36 \Leftrightarrow m = 6\). Vậy \(M\left( {0;6;0} \right)\). Chọn B. Câu hỏi 6 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz\), cho tam giác \(ABC\) với: \(\overrightarrow{AB}=\left( 1;\,-2;\,\text{2} \right)\); \(\overrightarrow{AC}=\left( 3;-4;\text{ 6} \right)\). Độ dài đường trung tuyến \(AM\) của tam giác \(ABC\) là
Đáp án: C Phương pháp giải: Tìm tọa độ vectơ BC, tính độ dài BC và áp dụng công thưc đường trung tuyến tìm độ dài Lời giải chi tiết: Ta có \(A{{B}^{2}}={{1}^{2}}+{{\left( -2 \right)}^{2}}+{{2}^{2}}=9\), \(A{{C}^{2}}={{3}^{2}}+{{\left( -4 \right)}^{2}}+{{6}^{2}}=61\), \(\overrightarrow{AC}.\overrightarrow{AB}=1.3+\left( -2 \right)\left( -4 \right)+2.6=23\). Và \({{\overrightarrow{BC}}^{2}}={{\left( \overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB} \right)}^{2}}\)\(={{\overrightarrow{AC}}^{2}}+{{\overrightarrow{AB}}^{2}}-2.\overrightarrow{AC}.\overrightarrow{AB}\)\(=61+9-2.23=24\). Áp dụng công thức đường trung tuyến ta có: \(A{{M}^{2}}=\frac{A{{B}^{2}}+A{{C}^{2}}}{2}-\frac{B{{C}^{2}}}{4}\)\(=\frac{9+61}{2}-\frac{24}{4}=29\). Vậy \(AM=\sqrt{29}\). Chọn C Câu hỏi 7 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm \(A\left( {1;2;3} \right),\,B\left( {2;1;5} \right),\,C\left( {2;4;2} \right)\). Góc giữa hai đường thẳng AB và AC bằng
Đáp án: A Phương pháp giải: Đường thẳng d và d’ có các VTCP lần lượt là \(\overrightarrow u \), \(\overrightarrow v \) \( \Rightarrow \cos \left( {\widehat {d;d'}} \right) = \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow v } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow v } \right|}}\) . Lời giải chi tiết:
\(\overrightarrow {AB} \left( {1; - 1;2} \right),\,\,\overrightarrow {AC} \left( {1;2; - 1} \right)\) \( \Rightarrow \cos \left( {\widehat {AB;AC}} \right) = \frac{{\left| {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {AB} } \right|.\left| {\overrightarrow {AC} } \right|}} = \frac{{\left| {1.1 + \left( { - 1} \right).2 + 2.\left( { - 1} \right)} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {1^2} + {2^2}} \sqrt {{1^2} + {2^2} + {1^2}} }} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2} \Rightarrow \left( {\widehat {AB;AC}} \right) = {60^0}\) Chọn: A Câu hỏi 8 : Trong không gian Oxyz, cho ba vectơ \(\overrightarrow a \left( {1;2;1} \right),\,\,\overrightarrow b \left( {0;2; - 1} \right),\,\,\overrightarrow c \left( {m;1;0} \right)\). Tìm giá trị thực của tham số m để ba vectơ \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) đồng phẳng.
Đáp án: D Phương pháp giải: Để ba vectơ \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) đồng phẳng thì \(\left[ {\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b } \right].\,\overrightarrow c = 0\). Lời giải chi tiết: Để ba vectơ \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) đồng phẳng thì \(\left[ {\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b } \right].\,\overrightarrow c = 0\). Ta có: \(\left[ {\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b } \right] = \left( { - 4;1;2} \right)\)\( \Rightarrow \left[ {\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b } \right].\,\overrightarrow c = - 4.m + 1.1 + 2.0 = - 4m + 1 = 0 \Rightarrow m = \frac{1}{4}\). Chọn: D Câu hỏi 9 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các vectơ \(\overrightarrow a = \left( {2;m - 1;3} \right);\,\,\overrightarrow b = \left( {1;3; - 2n} \right)\). Tìm \(m,n\) để các vectơ \(\overrightarrow a ,\,\,\overrightarrow b \) cùng hướng.
Đáp án: A Phương pháp giải: \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b \) cùng hướng \( \Leftrightarrow \exists k \ne 0\) sao cho \(\overrightarrow a = k\overrightarrow b \). Lời giải chi tiết: \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b \) cùng hướng \( \Leftrightarrow \exists k \ne 0\) sao cho \(\overrightarrow a = k\overrightarrow b \). \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2 = k.1\\m - 1 = 3k\\3 = - 2nk\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}k = 2\\m - 1 = 6\\3 = - 4n\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}k = 2\\m = 7\\n = \dfrac{{ - 3}}{4}\end{array} \right.\) Chọn A. Câu hỏi 10 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho \(\overrightarrow u = \left( {2; - 1;1} \right),\,\overrightarrow v = \left( {0; - 3; - m} \right)\). Tìm số thực m sao cho tích vô hướng \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = 1\)
Đáp án: A Phương pháp giải: Tích vô hướng của hai vectơ \(\overrightarrow u \left( {{x_1};{y_1};{z_1}} \right),\,\,\,\overrightarrow v = \left( {{x_2};{y_2};{z_2}} \right)\)là: \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = {x_1}{x_2} + {y_1}{y_2} + {z_1}{z_2}\). Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = 1 \Leftrightarrow 2.0 + \left( { - 1} \right)\left( { - 3} \right) + 1.\left( { - m} \right) = 1 \Leftrightarrow 3 - m = 1 \Leftrightarrow m = 2\). Chọn: A Câu hỏi 11 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn điểm \(A\left( {1;0;3} \right),\,\,B\left( {2; - 1;1} \right)\),\(C\left( { - 1;3; - 4} \right),\,\,D\left( {2;6;0} \right)\) tạo thành một hình tứ diện. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của các đoạn thẳng AB, CD tìm tọa độ trung điểm G của đoạn thẳng MN.
Đáp án: B Phương pháp giải: Tọa độ trọng tâm G của tứ diện ABCD: \(G\left( {\dfrac{{{x_A} + {x_B} + {x_C} + {x_D}}}{4};\dfrac{{{y_A} + {y_B} + {y_C} + {y_D}}}{4};\dfrac{{{z_A} + {z_B} + {z_C} + {z_D}}}{4}} \right)\). Lời giải chi tiết: M, N lần lượt là trung điểm của các đoạn thẳng AB, CD; G là trung điểm của MN \( \Rightarrow G\) là trọng tâm tứ diện ABCD \( \Rightarrow G\left( {\dfrac{{{x_A} + {x_B} + {x_C} + {x_D}}}{4};\dfrac{{{y_A} + {y_B} + {y_C} + {y_D}}}{4};\dfrac{{{z_A} + {z_B} + {z_C} + {z_D}}}{4}} \right) \Rightarrow G\left( {1;2;0} \right)\). Chọn: B Câu hỏi 12 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), biết rằng tập hợp tất cả các điểm \(M\left( {x;y;z} \right)\) sao cho \(\left| x \right| + \left| y \right| + \left| z \right| = 3\) là một hình đa diện. Tính thể tích V của khối đa diện đó.
Đáp án: B Phương pháp giải: Hình đa diện được lập thành là hình bát diện đều. Lời giải chi tiết: Tập hợp tất cả các điểm \(M\left( {x;y;z} \right)\) sao cho \(\left| x \right| + \left| y \right| + \left| z \right| = 3\) là hình bát diện đều SABCDS’ (như hình vẽ) Thể tích V của khối đa diện đó : \(V = 2.{V_{S.ABCD}} = 2.\dfrac{1}{3}.SO.{S_{ABCD}}\) \(ABCD\) là hình vuông có cạnh \(BC = OB.\sqrt 2 = 3\sqrt 2 \) \( \Rightarrow {S_{ABCD}} = {\left( {3\sqrt 2 } \right)^2} = 18\) \( \Rightarrow V = 2.\dfrac{1}{3}.3.18 = 36\). Chọn: B Câu hỏi 13 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn điểm \(M\left( {2; - 3;5} \right),\,\,N\left( {4;7; - 9} \right),\,\,E\left( {3;2;1} \right);\) \(F\left( {1; - 8;12} \right)\). Bộ ba điểm nào sau đây thẳng hàng.
Đáp án: D Phương pháp giải: Nếu \(\exists k \ne 0:\,\,\overrightarrow {AB} = k\overrightarrow {AC} \Rightarrow \) ba điểm A, B, C thẳng hàng. Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow {MN} = \left( {2;10; - 14} \right);\,\,\overrightarrow {MF} = \left( { - 1; - 5;7} \right) \Rightarrow \overrightarrow {MN} = - 2\overrightarrow {MF} \). Vậy \(M,N,F\) thẳng hàng. Chọn D. Câu hỏi 14 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho \(A\left( {1; - 1;0} \right);\,\,B\left( {0;2;0} \right),\,\,C\left( {2;1;3} \right)\). Tọa độ điểm \(M\) thỏa mãn \(\overrightarrow {MA} - \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} = \overrightarrow 0 \) là:
Đáp án: B Phương pháp giải: \(\overrightarrow u = \left( {{a_1};{b_1};{c_1}} \right);\,\,\overrightarrow v = \left( {{a_2};{b_2};{c_2}} \right) \Rightarrow k\overrightarrow u \pm l\overrightarrow v = \left( {k{a_1} \pm l{a_2};k{b_1} \pm l{b_2};k{c_1} \pm l{c_2}} \right)\) Lời giải chi tiết: Gọi \(M\left( {a;b;c} \right)\) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {MA} = \left( {1 - a; - 1 - b; - c} \right)\\\overrightarrow {MB} = \left( { - a;2 - b; - c} \right)\\\overrightarrow {MC} = \left( {2 - a;1 - b;3 - c} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \overrightarrow {MA} - \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} = \left( {3 - a; - 2 - b;3 - c} \right) = \overrightarrow 0 \) \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}3 - a = 0\\ - 2 - b = 0\\3 - c = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 3\\b = - 2\\c = 3\end{array} \right. \Rightarrow M\left( {3; - 2;3} \right)\). Chọn B. Câu hỏi 15 : Trong không gian tọa độ Oxyz, cho hai điểm \(A\left( {1;-2;-2} \right),B\left( {2;2; 1} \right).\) Tập hợp các điểm M thỏa mãn \(\left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OA} } \right) = \left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OB} } \right)\) là một mặt phẳng có phương trình
Đáp án: A Phương pháp giải: Gọi \(M\left( {a;b;c} \right)\). Sử dụng công thức tính góc giữa hai vectơ: \(\cos \left( {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right) = \frac{{\overrightarrow u .\overrightarrow v }}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow v } \right|}}\). Lời giải chi tiết: Gọi \(M\left( {a;b;c} \right)\). Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {OM} = \left( {a;b;c} \right)\\\overrightarrow {OA} = \left( {1; - 2; - 2} \right)\\\overrightarrow {OB} = \left( {2;2;1} \right)\end{array} \right.\) \(\cos \left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OA} } \right) = \frac{{a - 2b - 2c}}{{3\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }};\,\,\cos \left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OB} } \right) = \frac{{2a + 2b + c}}{{3\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }}\) Theo bài ra ta có : \(\left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OA} } \right) = \left( {\overrightarrow {OM} ;\overrightarrow {OB} } \right) \Leftrightarrow a - 2b - 2c = 2a + 2b + c \Leftrightarrow a + 4b + 3c = 0\). Vậy tập hợp các điểm \(M\) thỏa mãn yêu cầu bài toán thuộc mặt phẳng \(x + 4y + 3z = 0\). Chọn A. Câu hỏi 16 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho \(\overrightarrow {OA} = 3\vec i + \vec j - 2\vec k\) và \(B\left( {m;\,m - 1;\, - 4} \right)\). Tìm tất cả giá trị của tham số \(m\) để độ dài đoạn \(AB = 3.\)
Đáp án: B Phương pháp giải: \(AB = \sqrt {{{\left( {{x_B} - {x_A}} \right)}^2} + {{\left( {{y_B} - {y_A}} \right)}^2} + {{\left( {{z_B} - {z_A}} \right)}^2}} \) Lời giải chi tiết: \(\overrightarrow {OA} = 3\vec i + \vec j - 2\vec k \Rightarrow \overrightarrow {OA} = \left( {3;1; - 2} \right) \Rightarrow A\left( {3;1; - 2} \right)\) Khi đó ta có \(A{B^2} = {\left( {m - 3} \right)^2} + {\left( {m - 2} \right)^2} + {\left( { - 4 + 2} \right)^2}\) . Theo bài ra ta có \({\left( {m - 3} \right)^2} + {\left( {m - 2} \right)^2} + {\left( { - 4 + 2} \right)^2} = 9 \Leftrightarrow 2{m^2} - 10m + 8 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 4\\m = 1\end{array} \right.\). Chọn B. Câu hỏi 17 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\) có\(A\left( {0;0;0} \right)\,,\,B\left( {a;0;0} \right),\,\)\(D\left( {0;2a;0} \right),\,A'\left( {0;0;2a} \right)\) với \(a \ne 0.\) Độ dài đoạn thẳng \(AC'\) là
Đáp án: C Phương pháp giải: Cho hai điểm: \(A\left( {{x_1};\,{y_1};\,{z_1}} \right),\,\,B\left( {{x_2};\,{y_2};\,{z_2}} \right) \Rightarrow AB = \sqrt {{{\left( {{x_2} - {x_1}} \right)}^2} + {{\left( {{y_2} - {y_1}} \right)}^2} + {{\left( {{z_2} - {z_1}} \right)}^2}} \) Lời giải chi tiết: Dựa vào đề bài, ta có \(AB = \left| a \right|;\,\,AD = 2\left| a \right|;\,\,AA' = 2\left| a \right|.\) \(AC' = \sqrt {A{B^2} + A{D^2} + AA{'^2}} = \sqrt {{a^2} + 4{a^2} + 4{a^2}} = 3\left| a \right|.\) Chọn C. Câu hỏi 18 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho tam giác \(ABC\) có \(A\left( {1;3;5} \right),{\rm{ }}B\left( {2;0;1} \right)\) và \(G\left( {1;4;2} \right)\) là trọng tâm. Tìm tọa độ điểm \(C.\)
Đáp án: D Phương pháp giải: Lời giải chi tiết: Chọn D. Câu hỏi 19 : Trong không gian \(Oxyz\), cho hai véc tơ \(\overrightarrow u = \overrightarrow i \sqrt 3 + \overrightarrow k \), \(\overrightarrow v = \overrightarrow j \sqrt 3 + \overrightarrow k \). Khi đó tích vô hướng của \(\overrightarrow u .\overrightarrow v \) bằng
Đáp án: B Phương pháp giải: Cho \(\overrightarrow u = \left( {{x_1};{y_1};{z_1}} \right);\,\overrightarrow v = \left( {{x_2};{y_2};{z_2}} \right)\) thì \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = {x_1}{x_2} + {y_1}{y_2} + {z_1}{z_2}\) Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow u = \overrightarrow i \sqrt 3 + \overrightarrow k \)\( \Rightarrow \overrightarrow u = \left( {\sqrt 3 ;0;1} \right)\) và \(\overrightarrow v = \overrightarrow j \sqrt 3 + \overrightarrow k \)\( \Rightarrow \overrightarrow v = \left( {0;\sqrt 3 ;1} \right)\). Suy ra \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = \sqrt 3 .0 + 0.\sqrt 3 + 1.1 = 1\). Chọn B. Câu hỏi 20 : Trong không gian \(Oxyz\), cho hình bình hành \(ABCD\) với \(A\left( {1;1;0} \right)\), \(B\left( {1;1;2} \right)\), \(D\left( {1;0;2} \right)\). Diện tích hình bình hành \(ABCD\) bằng:
Đáp án: D Phương pháp giải: Diện tích hình bình hành \(ABCD\) là \(S = \left| {\left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AD} } \right]} \right|\) Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow {AB} = \left( {0;0;2} \right)\), \(\overrightarrow {AD} = \left( {0; - 1;2} \right)\). Nên \({S_{ABCD}} = \left| {\left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AD} } \right]} \right| = 2\). Chọn D. Câu hỏi 21 : Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho các vectơ \(\overrightarrow a = \left( {1; - 2;0} \right),\overrightarrow b = \left( { - 1;1;2} \right),\overrightarrow c = \left( {4;0;6} \right)\) và \(\overrightarrow u = \left( { - 2;\dfrac{1}{2};\dfrac{3}{2}} \right)\). Khẳng định nào sau đây là khẳng định đúng?
Đáp án: A Phương pháp giải: Cộng trừ các vectơ. Lời giải chi tiết: Giả sử \(\overrightarrow u = m\overrightarrow a + n\overrightarrow b + t\overrightarrow c ,\,\,\left( {m,n,t \in \mathbb{R}} \right)\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m - n + 4t = - 2\\ - 2m + n = \dfrac{1}{2}\\2n + 6t = \dfrac{3}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = \dfrac{1}{2}\\n = \dfrac{3}{2}\\t = - \dfrac{1}{4}\end{array} \right.\)\( \Rightarrow \overrightarrow u = \dfrac{1}{2}\overrightarrow a + \dfrac{3}{2}\overrightarrow b - \dfrac{1}{4}\overrightarrow c \). Chọn: A Câu hỏi 22 : Trong không gian \(Oxyz\), cho tam giác \(ABC\) biết \(C\left( {1;1;1} \right)\) và trọng tâm \(G\left( {2;5;8} \right)\). Tìm tọa độ các đỉnh \(A\) và \(B\) biết \(A\) thuộc mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\) và \(B\) thuộc trục \(Oz\).
Đáp án: D Phương pháp giải: +) Gọi tọa độ điểm \(A\) thuộc mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\) và điểm \(B\) thuộc trục \(Oz\). +) Sử dụng công thức trọng tâm \(\left\{ \begin{array}{l}{x_G} = \dfrac{{{x_A} + {x_B} + {x_C}}}{3}\\{y_G} = \dfrac{{{y_A} + {y_B} + {y_C}}}{3}\\{z_G} = \dfrac{{{z_A} + {z_B} + {z_C}}}{3}\end{array} \right.\) Lời giải chi tiết: Gọi \(A\left( {a;b;0} \right) \in \left( {Oxy} \right),B\left( {0;0;c} \right) \in Oz\). Do \(G\left( {2;5;8} \right)\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) nên \(\left\{ \begin{array}{l}2 = \dfrac{{a + 0 + 1}}{3}\\5 = \dfrac{{b + 0 + 1}}{3}\\8 = \dfrac{{0 + c + 1}}{3}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 5\\b = 14\\c = 23\end{array} \right.\)\( \Rightarrow A\left( {5;14;0} \right),B\left( {0;0;23} \right)\). Chọn D Câu hỏi 23 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho tam giác ABC có \(\overrightarrow {AB} = \left( { - 3;0;4} \right),\,\,\overrightarrow {AC} = \left( {5; - 2;4} \right)\). Độ dài trung tuyến AM là:
Đáp án: B Phương pháp giải: \(AM\) là trung tuyến của tam giác ABC \( \Rightarrow \overrightarrow {AM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right)\). Lời giải chi tiết: \(\begin{array}{l}\overrightarrow {AB} = \left( { - 3;0;4} \right),\,\,\overrightarrow {AC} = \left( {5; - 2;4} \right) \Rightarrow \overrightarrow {AM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right) = \left( {1; - 1;4} \right)\\ \Rightarrow AM = \sqrt {1 + 1 + 16} = 3\sqrt 2 \end{array}\). Chọn: B Câu hỏi 24 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm \(A(3;2;1)\). Tính khoảng cách từ A đến trục Oy.
Đáp án: B Phương pháp giải: Khoảng cách từ điểm \(M\left( {a;b;c} \right)\) đến trục \(Oy\) là \(\sqrt {{a^2} + {c^2}} \). Lời giải chi tiết: Khoảng cách từ điểm \(A\left( {3;2;1} \right)\) đến trục \(Oy\) là \(d = \sqrt {{3^2} + {1^2}} = \sqrt {10} \). Chọn B Câu hỏi 25 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz\) , cho hai điểm là \(A\left( {1;3; - 1} \right)\), \(B\left( {3; - 1;5} \right)\). Tìm tọa độ của điểm \(M\) thỏa mãn hệ thức \(\overrightarrow {MA} = 3\overrightarrow {MB} \).
Đáp án: D Phương pháp giải: Sử dụng các công thức cộng, trừ và nhân vecto với một hằng số. \(\overrightarrow u \left( {{a_1};\,\,{b_1}} \right) = \overrightarrow v \left( {{a_2};\,\,{b_2}} \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{a_1} = {a_2}\\{b_1} = {b_2}\end{array} \right..\) Lời giải chi tiết: Gọi \(M\left( {a;\,\,b;\,\,c} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {MA} = \left( {1 - a;\,\,3 - b; - 1 - c} \right)\\\overrightarrow {MB} = \left( {3 - a;\, - 1 - b;\,\,5 - c} \right)\end{array} \right.\) \(\begin{array}{l} \Rightarrow \overrightarrow {MA} = 3\overrightarrow {MB} \Leftrightarrow \left( {1 - a;\,\,3 - b; - 1 - c} \right) = 3\left( {3 - a; - 1 - b;\,\,5 - c} \right)\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}1 - a = 9 - 3a\\3 - b = - 3 - 3b\\ - 1 - c = 15 - 3c\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 4\\b = - 3\\c = 8\end{array} \right. \Rightarrow M\left( {4; - 3;\,\,8} \right).\end{array}\) Chọn D. Câu hỏi 26 : Trong không gian tọa độ \(Oxyz\), cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\) với các điểm \(A\left( { - 1;1;2} \right),B\left( { - 3;2;1} \right),\)\(D\left( {0; - 1;2} \right)\) và \(A'\left( {2;1;2} \right)\). Tìm tọa độ đỉnh C’.
Đáp án: A Phương pháp giải: Quy tắc hình hộp . Lời giải chi tiết: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {AB} = \left( { - 2;1; - 1} \right)\\\overrightarrow {AD} = \left( {1; - 2;0} \right)\\\overrightarrow {AA'} = \left( {3;0;0} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AA'} = \left( {2; - 1; - 1} \right)\) Theo quy tắc hình hộp ta có: \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AA'} = \overrightarrow {AC'} \) \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{C'}} + 1 = 2\\{y_{C'}} - 1 = - 1\\{z_{C'}} - 2 = - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{C'}} = 1\\{y_{C'}} = 0\\{z_{C'}} = 1\end{array} \right.\,\, \Rightarrow C'\left( {1;0;1} \right)\). Chọn: A Câu hỏi 27 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz,\) cho ba vecto \(\overrightarrow a = \left( { - 1;\,\,1;\,\,0} \right),\,\,\overrightarrow b = \left( {1;\,\,1;\,0} \right),\,\,\overrightarrow c = \left( {1;\,\,1;\,\,1} \right).\) Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?
Đáp án: C Phương pháp giải: Cho các vecto: \(\overrightarrow u = \left( {{x_1};\,\,{y_1};\,\,{z_1}} \right)\) và \(\overrightarrow v = \left( {{x_2};\,\,{y_2};\,\,{z_2}} \right).\) Khi đó: \(\left\{ \begin{array}{l}\left| {\overrightarrow u } \right| = \sqrt {x_1^2 + y_1^2 + z_1^2} \\\overrightarrow u \bot \overrightarrow v \Leftrightarrow {x_1}{x_2} + {y_1}{y_2} + {z_1}{z_2} = 0\end{array} \right..\) Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow c = \left( {1;\,\,1;\,\,1} \right) \Rightarrow \left| {\overrightarrow c } \right| = \sqrt {{1^2} + {1^2} + {1^2}} = \sqrt 3 \Rightarrow \) đáp án A đúng. \(\overrightarrow a = \left( { - 1;\,\,1;\,\,0} \right) \Rightarrow \left| {\overrightarrow a } \right| = \sqrt {{{\left( { - 1} \right)}^2} + {1^2}} = \sqrt 2 \Rightarrow \) đáp án B đúng. \(\overrightarrow b .\overrightarrow c = \left( {1;\,\,1;\,\,0} \right).\left( {1;\,\,1;\,\,1} \right) = 1.1 + 1.1 + 0.1 = 2 \ne 0 \Rightarrow \overrightarrow b \) không vuông góc với \(\overrightarrow c \Rightarrow \) đáp án C sai. Chọn C. Câu hỏi 28 : Trong không gian \(Oxyz,\) cho ba điểm \(A\left( {3; - 2;\,3} \right),\,\,B\left( { - 1;\,\,2;\,\,5} \right),\,\,C\left( {1;\,\,0;\,\,1} \right).\) Gọi \(G\left( {a;\,\,b;\,\,c} \right)\) là tọa độ trọng tâm của \(\Delta ABC.\) Tính \(P = a + b + c.\)
Đáp án: D Phương pháp giải: Cho ba điểm \(A\left( {{x_1};\,{y_1};\,{z_1}} \right),\,\,B\left( {{x_2};\,{y_2};\,{z_2}} \right),\,\,C\left( {{x_3};\,{y_3};\,{z_3}} \right)\) thì tọa độ trọng tâm \(G\left( {{x_G};\,{y_G};\,{z_G}} \right)\) của \(\Delta ABC\) là: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_G} = \dfrac{{{x_1} + {x_2} + {x_3}}}{3}\\{y_G} = \dfrac{{{y_1} + {y_2} + {y_3}}}{3}\\{z_G} = \dfrac{{{z_1} + {z_2} + {z_3}}}{3}\end{array} \right..\) Lời giải chi tiết: Ta có: \(G\left( {a;\,\,b;\,\,c} \right)\) là trọng tâm \(\Delta ABC\) \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \dfrac{{3 + \left( { - 1} \right) + 1}}{3} = 1\\b = \dfrac{{ - 2 + 2 + 0}}{3} = 0\\c = \dfrac{{3 + 5 + 1}}{3} = 3\end{array} \right. \Rightarrow P = a + b + c = 1 + 0 + 3 = 4.\) Chọn D. Câu hỏi 29 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz,\) cho hai vecto \(\overrightarrow a = \left( {3;\,\,0;\,\,1} \right),\,\,\,\overrightarrow c = \left( {1;\,\,1;\,\,0} \right).\) Tìm tọa độ của vecto \(\overrightarrow b \) thỏa mãn biểu thức \(\overrightarrow b - \overrightarrow a + 2\overrightarrow c = \overrightarrow 0 .\)
Đáp án: D Phương pháp giải: Cho các vecto: \(\overrightarrow u = \left( {{x_1};\,\,{y_1};\,\,{z_1}} \right)\) và \(\overrightarrow v = \left( {{x_2};\,\,{y_2};\,\,{z_2}} \right).\) Khi đó: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow u \pm \overrightarrow v = \left( {{x_1} \pm {x_2};\,\,{y_1} \pm {y_2};\,\,{z_1} \pm {z_2}} \right)\\k\overrightarrow u = \left( {k{x_1};\,\,k{y_1};\,\,k{z_1}} \right)\end{array} \right..\) Lời giải chi tiết: Theo đề bài ta có: \(\overrightarrow b - \overrightarrow a + 2\overrightarrow c = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow b = \overrightarrow a - 2\overrightarrow c \) \(\overrightarrow b = \left( {3;\,\,0;\,\,1} \right) - 2\left( {1;\,\,1;\,\,0} \right)\)\( = \left( {3 - 2;\,\,0 - 2.1;\,\,1 - 2.0} \right) = \left( {1;\, - 2;\,\,1} \right).\) Chọn D. Câu hỏi 30 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho \(S\left( {4;2;2} \right)\) và các điểm \(A,\,\,B,\,\,C\) lần lượt thuộc các trục \(Ox\), \(Oy\), \(Oz\) sao cho hình chóp \(S.ABC\) có các cạnh \(SA,\,\,SB,\,\,SC\) đôi một vuông góc. Tính thể tích khối chóp \(S.ABC\).
Đáp án: A Phương pháp giải: - Gọi \(A\left( {a;0;0} \right) \in Ox\), \(B\left( {0;b;0} \right) \in Oy\), \(C\left( {0;0;c} \right) \in Oz\). - Giải hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SB} = 0\\\overrightarrow {SB} .\overrightarrow {SC} = 0\\\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SC} = 0\end{array} \right.\) tìm \(a,\,\,b,\,\,c\). - Sử dụng công thức tính thể tích \({V_{S.ABC}} = \dfrac{1}{6}SA.SB.SC\). Lời giải chi tiết: Gọi \(A\left( {a;0;0} \right) \in Ox\), \(B\left( {0;b;0} \right) \in Oy\), \(C\left( {0;0;c} \right) \in Oz\). Ta có: \(\overrightarrow {SA} = \left( {a - 4; - 2; - 2} \right)\), \(\overrightarrow {SB} = \left( { - 4;b - 2; - 2} \right)\), \(\overrightarrow {SC} = \left( { - 4; - 2;c - 2} \right)\). \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SB} = 0\\\overrightarrow {SB} .\overrightarrow {SC} = 0\\\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SC} = 0\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 4\left( {a - 4} \right) - 2\left( {b - 2} \right) + 4 = 0\\16 - 2\left( {b - 2} \right) - 2\left( {c - 2} \right) = 0\\ - 4\left( {a - 4} \right) + 4 - 2\left( {c - 2} \right) = 0\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 4a - 2b + 24 = 0\\ - 2b - 2c + 24 = 0\\ - 4a - 2c + 24 = 0\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 3\\b = 6\\c = 6\end{array} \right.\). \( \Rightarrow A\left( {3;0;0} \right);\,\,B\left( {0;6;0} \right);\,\,C\left( {0;0;6} \right)\) \(\begin{array}{l} \Rightarrow SA = \sqrt {{{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} = 3\\\,\,\,\,\,\,SB = \sqrt {{{\left( { - 4} \right)}^2} + {4^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} = 6\\\,\,\,\,\,\,SC = \sqrt {{{\left( { - 4} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2} + {4^2}} = 6\end{array}\) Vậy \({V_{S.ABC}} = \dfrac{1}{6}SA.SB.SC = \dfrac{1}{6}.3.6.6 = 18\). Chọn A. Câu hỏi 31 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) để hai vecto \(\overrightarrow a = \left( {m;\,\,2;\,\,3} \right)\) và \(\overrightarrow b = \left( {1;\,\,n;\,\,2} \right)\) cùng phương thì \(2m + 3n\) bằng:
Đáp án: D Phương pháp giải: Vecto \(\overrightarrow a \) và veco \(\overrightarrow b \) cùng phương \( \Leftrightarrow \overrightarrow a = k\overrightarrow b \,\,\,\left( {k \ne 0} \right).\) Lời giải chi tiết: Ta có: hai vecto \(\overrightarrow a = \left( {m;\,\,2;\,\,3} \right)\) và \(\overrightarrow b = \left( {1;\,\,n;\,\,2} \right)\) cùng phương \( \Leftrightarrow \overrightarrow a = k\overrightarrow b \,\,\left( {k \ne 0} \right)\) \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left( {m;\,\,2;\,\,3} \right) = k\left( {1;\,\,n;\,\,2} \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = k\\2 = kn\\3 = 2k\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}k = \dfrac{3}{2}\\m = \dfrac{3}{2}\\n = \dfrac{4}{3}\end{array} \right.\\ \Rightarrow 2m + 3n = 2.\dfrac{3}{2} + 3.\dfrac{4}{3} = 7.\end{array}\) Chọn D. Câu hỏi 32 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), tìm tọa độ điểm \(M\) trên trục tọa độ \(Ox\) cách đều hai điểm \(A\left( {1;2; - 1} \right);\,\,B\left( {2; - 1; - 2} \right)\).
Đáp án: D Phương pháp giải: - Gọi \(M\left( {x;0;0} \right) \in Ox\). - Điểm \(M\) cách đều hai điểm \(A,\,\,B\) nên \(MA = MB\). - Sử dụng công thức tính độ dài đoạn thẳng: \(AB = \sqrt {{{\left( {{x_B} - {x_A}} \right)}^2} + {{\left( {{y_B} - {y_A}} \right)}^2} + {{\left( {{z_B} - {z_A}} \right)}^2}} \). - Giải phương trình tìm \(x\) và suy ra tọa độ điểm \(M\). Lời giải chi tiết: Gọi \(M\left( {x;0;0} \right) \in Ox\). Theo giả thiết: Điểm \(M\) cách đều hai điểm \(A,\,\,B\) nên ta có: \(MA = MB\) \(\begin{array}{l} \Rightarrow M{A^2} = M{B^2}\\ \Leftrightarrow {\left( {1 - x} \right)^2} + {\left( {2 - 0} \right)^2} + {\left( { - 1 - 0} \right)^2} = {\left( {2 - x} \right)^2} + {\left( { - 1 - 0} \right)^2} + {\left( { - 2 - 0} \right)^2}\\ \Leftrightarrow {x^2} - 2x + 1 + 5 = {x^2} - 4x + 4 + 5\\ \Leftrightarrow 2x = 3 \Leftrightarrow x = \dfrac{3}{2}\end{array}\) Vậy \(M\left( {\dfrac{3}{2};0;0} \right)\). Chọn D. Câu hỏi 33 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz\), cho \(A\left( {1;\,2;\,5} \right),\,\,B\left( {3;\,4;\,1} \right),\,\,C\left( {2;\,3;\, - 3} \right)\), \(G\) là trọng tâm của tam giác \(ABC\) và \(M\) là điểm thay đổi trên \(mp\left( {Oxz} \right)\). Độ dài \(GM\) ngắn nhất bằng
Đáp án: B Phương pháp giải: - Tìm tọa độ điểm \(G\): \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_G} = \dfrac{{{x_A} + {x_B} + {x_C}}}{3}\\{y_G} = \dfrac{{{y_A} + {y_B} + {y_C}}}{3}\\{z_G} = \dfrac{{{z_A} + {z_B} + {z_C}}}{3}\end{array} \right.\). - Đoạn thẳng \(GM\) có độ dài ngắn nhất khi \(M\) là hình chiếu của \(G\) lên mặt phẳng \(\left( {Oxz} \right).\) - Hình chiếu của điểm \(M\left( {a;b;c} \right)\) lên \(\left( {Oxz} \right)\) là \(M'\left( {a;0;c} \right)\). Lời giải chi tiết: Vì \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) nên \(\left\{ \begin{array}{l}{x_G} = \dfrac{{{x_A} + {x_B} + {x_C}}}{3} = \dfrac{{1 + 3 + 2}}{3} = 2\\{y_G} = \dfrac{{{y_A} + {y_B} + {y_C}}}{3} = \dfrac{{2 + 4 + 3}}{3} = 3\\{z_G} = \dfrac{{{z_A} + {z_B} + {z_C}}}{3} = \dfrac{{5 + 1 - 3}}{3} = 1\end{array} \right.\)\( \Rightarrow G\left( {2;3;1} \right).\) Do \(M\) là điểm nằm trên \(mp\left( {Oxz} \right)\) và \(MG\) ngắn nhất nên \(M\) là hình chiếu vuông góc của \(G\) lên \(\left( {Oxz} \right).\) Do đó, \(M\left( {2;0;1} \right)\) \( \Rightarrow \overrightarrow {MG} \left( {0;3;0} \right) \Rightarrow MG = \sqrt {{0^2} + {3^2} + {0^2}} = 3.\) Vậy .. có độ dài ngắn nhất bằng \(3\). Chọn B. Câu hỏi 34 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho các vecto \(\overrightarrow a = \left( {3; - 1; - 2} \right);\)\(\overrightarrow b = \left( {1;2;m} \right);\)\(\overrightarrow c = \left( {5;1;7} \right)\). Để \(\overrightarrow c = \left[ {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right]\) khi giá trị của \(m\) là:
Đáp án: C Phương pháp giải: - Tìm tích có hướng của \(\overrightarrow a ;\,\,\overrightarrow b \). - Tìm điều kiện để hai vectơ bằng nhau. - Giải hệ phương trình tìm \(m\). Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow a = \left( {3; - 1; - 2} \right);\overrightarrow b = \left( {1;2;m} \right)\) \( \Rightarrow \left[ {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right] = \left( { - m + 4; - 2 - 3m;7} \right)\). \(\begin{array}{l}\overrightarrow c = \left[ {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right] \Rightarrow \left( { - m + 4; - 2 - 3m;7} \right) = \left( {5;1;7} \right)\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} - m + 4 = 5\\ - 2 - 3m = 1\\7 = 7\end{array} \right. \Leftrightarrow m = - 1\end{array}\) Chọn C. Câu hỏi 35 : Trong không gian Oxyz, cho hai vecto \(\overrightarrow m = \left( {4;3;1} \right)\) và \(\overrightarrow n = \left( {0;0;1} \right)\). Gọi \(\overrightarrow p \) là vecto cùng hướng với \(\left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right]\) và \(\left| {\overrightarrow p } \right| = 15\). Tìm tọa độ của \(\overrightarrow p \) là
Đáp án: B Phương pháp giải: - Tìm tích có hướng \(\left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right]\). - Vì \(\overrightarrow p \) cùng hướng với \(\left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right]\) nên \(\overrightarrow p = k\left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right]\) với \(k > 0\). - Tìm \(\overrightarrow p \) và tính \(\left| {\overrightarrow p } \right|\), từ đó tìm được hằng số \(k\). Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow m = \left( {4;3;1} \right);\,\,\overrightarrow n = \left( {0;0;1} \right) \Rightarrow \left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right] = \left( {3; - 4;0} \right).\) Mà \(\overrightarrow p ;\left[ {\overrightarrow m ;\overrightarrow n } \right]\) cùng hường nên \(\overrightarrow p = \left( {3k; - 4k;0} \right);\left( {k > 0} \right)\) Theo bài ra ta có: \(\left| {\overrightarrow p } \right| = 15\) \(\begin{array}{l} \Rightarrow \sqrt {{{\left( {3k} \right)}^2} + {{\left( {4k} \right)}^2}} = 15\\ \Leftrightarrow \sqrt {25{k^2}} = 15\\ \Leftrightarrow 5k = 15\,\,\left( {Do\,\,k > 0} \right)\\ \Leftrightarrow k = 3\end{array}\) Vậy \(\overrightarrow p = \left( {9; - 12;0} \right).\) Chọn B. Câu hỏi 36 : Trong không gian \(Oxyz\), cho ba điểm \(A\left( {2;0;1} \right)\), \(B\left( { - 1;4;3} \right)\) và \(C\left( {m;2m - 3;1} \right)\). Tìm \(m\) để tam giác \(ABC\) vuông tại \(B\).
Đáp án: C Phương pháp giải: - Tính \(\overrightarrow {BA} ,\,\,\overrightarrow {BC} \). - Để tam giác \(ABC\) vuông tại \(B\) thì \(\overrightarrow {BA} .\overrightarrow {BC} = 0\). Lời giải chi tiết: Để \(\overrightarrow {BA} = \left( {3; - 4; - 2} \right)\), \(\overrightarrow {BC} = \left( {m + 1;2m - 7; - 2} \right)\). Để tam giác \(ABC\) vuông tại \(B\) thì \(\overrightarrow {BA} .\overrightarrow {BC} = 0\). \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 3\left( {m + 1} \right) - 4\left( {2m - 7} \right) - 2.\left( { - 2} \right) = 0\\ \Leftrightarrow - 5m + 35 = 0 \Leftrightarrow m = 7.\end{array}\) Chọn C. Câu hỏi 37 : Trong không gian \(Oxyz\), cho các vectơ \(\overrightarrow a = \left( {2;7; - 3} \right)\), \(\overrightarrow b = \left( {2;1;4} \right)\). Tính tích vô hướng \(\overrightarrow a \left( {\overrightarrow a - \overrightarrow b } \right)\) bằng:
Đáp án: B Phương pháp giải: - Tính \(\overrightarrow a - \overrightarrow b \). - Tính tích vô hướng: Cho \(\overrightarrow u \left( {{x_1};{y_1};{z_1}} \right)\), \(\overrightarrow v \left( {{x_2};{y_2};{z_2}} \right)\) ta có \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = {x_1}{x_2} + {y_1}{y_2} + {z_1}{z_2}\) . Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow a - \overrightarrow b = \left( {0;6; - 7} \right)\). \( \Rightarrow \overrightarrow a \left( {\overrightarrow a - \overrightarrow b } \right) = 2.0 + 7.6 - 3.\left( { - 7} \right) = 63\). Chọn B. Câu hỏi 38 : Trong không gian Oxyz, cho các vecto \(\overrightarrow a = \left( {5;3; - 2} \right)\) và \(\overrightarrow b = \left( {m; - 1;m + 3} \right)\). Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của m để góc giữa hai vecto \(\overrightarrow a ;\,\,\overrightarrow b \) là góc tù?
Đáp án: A Phương pháp giải: - Áp dụng công thức tính góc giữa hai vecto: \(\cos \left( {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right) = \dfrac{{\overrightarrow a .\overrightarrow b }}{{\left| {\overrightarrow a } \right|.\left| {\overrightarrow b } \right|}}\). - Để góc giữa hai vectơ \(\overrightarrow a ;\,\,\overrightarrow b \) là góc tù thì \(\cos \left( {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right) > 0\). Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow a = \left( {5;3; - 2} \right)\) và \(\overrightarrow b = \left( {m; - 1;m + 3} \right)\). \(\cos \left( {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right) = \dfrac{{5m - 3 - 2m - 6}}{{\sqrt {38\left( {{m^2} + 1 + {{\left( {m + 3} \right)}^2}} \right)} }} = \dfrac{{3m - 9}}{{\sqrt {38\left( {{m^2} + 1 + {{\left( {m + 3} \right)}^2}} \right)} }}\) Mà góc giữa hai vecto \(\overrightarrow a ;\overrightarrow b \) là góc tù nên \(\cos \left( {\overrightarrow a ;\overrightarrow b } \right) < 0\). \( \Rightarrow 3m - 9 < 0 \Leftrightarrow m < 3.\) Mà \(m \in {\mathbb{Z}^ + }\)\( \Rightarrow m \in \left\{ {1;2} \right\}\). Vậy có hai giá trị của \(m\) thỏa mãn yêu cầu bài toán. Chọn A. Câu hỏi 39 : Trong không gian Oxyz, tính diện tích S của tam giác ABC, biết \(A\left( {2;0;0} \right),\) \(B\left( {0;3;0} \right)\) và \(C\left( {0;0;4} \right)\)
Đáp án: D Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính diện tích tam giác \({S_{ABC}} = \dfrac{1}{2}\left| {\left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AC} } \right]} \right|\). Lời giải chi tiết: Ta có \(\overrightarrow {AB} = \left( { - 2;3;0} \right);\,\,\overrightarrow {AC} = \left( { - 2;0;4} \right)\) \( \Rightarrow \left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AC} } \right] = \left( {12;8;6} \right)\). Vậy \({S_{ABC}} = \dfrac{1}{2}\left| {\left[ {\overrightarrow {AB} ;\overrightarrow {AC} } \right]} \right| = \dfrac{1}{2}.\sqrt {{{12}^2} + {8^2} + {6^2}} = \sqrt {61} \). Chọn D. Câu hỏi 40 : Trong không gian \(Oxyz\), hình chiếu vuông góc của điểm \(M\left( {2; - 2;1} \right)\) trên trục \(Ox\) là điểm có tọa độ:
Đáp án: B Phương pháp giải: Trong không gian \(Oxyz\), hình chiếu vuông góc của điểm \(M\left( {a;b;c} \right)\) trên trục Ox có tọa độ là \(\left( {a;0;0} \right)\). Lời giải chi tiết: Trong không gian \(Oxyz\), hình chiếu vuông góc của điểm \(M\left( {2; - 2;1} \right)\) trên trục Ox có tọa độ là \(\left( {2;0;0} \right)\). Chọn B. Câu hỏi 41 : Trong không gian Oxyz, cho hình hộp chữ nhật \(OABC.O'A'B'C'\) có ba đỉnh \(A,\,\,C,\,\,O'\) lần lượt nằm trên ba tia \(Ox,\,\,Oy,\,\,Oz\) và có ba cạnh \(OA = 6,\)\(OC = 8,\)\(OO' = 5\)( tham khảo hình vẽ minh họa). Điểm B’ có tọa độ là
Đáp án: D Phương pháp giải: Sử dụng tính chất của hình hộp chữ nhật. Lời giải chi tiết: Gọi \(B'\left( {a;b;c} \right)\) Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}a = B'C' = OA = 6\\b = B'A' = OC = 8\\c = B'B = OO' = 5\end{array} \right. \Rightarrow B'\left( {6;8;5} \right)\) Chọn D. Câu hỏi 42 : Trong không gianOxyz,cho ba vectơ\(\overrightarrow a = \left( { - 2;0;1} \right),\)\(\overrightarrow b = \left( {1;2; - 1} \right),\)\(\overrightarrow c = \left( {0;3; - 4} \right)\). Tính tọa độ vectơ\(\overrightarrow u = 2\overrightarrow a - \overrightarrow b + 3\overrightarrow c .\)
Đáp án: B Phương pháp giải: Sử dụng các công thức: \(\begin{array}{l}\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right) \Rightarrow k\overrightarrow u = \left( {ka;kb;kc} \right)\\\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right),\,\,\overrightarrow v = \left( {a';b';c'} \right) \Rightarrow \overrightarrow u + \overrightarrow v = \left( {a + a';b + b';c + c'} \right)\end{array}\) Lời giải chi tiết: \(\begin{array}{l}\overrightarrow u = 2\overrightarrow a - \overrightarrow b + 3\overrightarrow c \\\,\,\,\, = 2.\left( { - 2;0;1} \right) - \left( {1;2; - 1} \right) + 3\left( {0;3; - 4} \right)\\\,\,\,\, = \left( { - 4;0;2} \right) - \left( {1;2; - 1} \right) + \left( {0;9; - 12} \right)\\\,\,\,\, = \left( { - 5;7; - 9} \right)\end{array}\) Chọn B. Câu hỏi 43 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho M(2;-1;3), N(3;2;-4), P(1;-1;2). Xác định tọa độ điểm Q để MNPQ là hình bình hành.
Đáp án: C Phương pháp giải: - Để MNPQ là hình bình hành thì \(\overrightarrow {MN} = \overrightarrow {QP} \). - Sử dụng điều kiện để hai vectơ bằng nhau là chúng có hoành độ bằng nhau và tung độ bằng nhau. Lời giải chi tiết: Gọi \(Q\left( {a;b;c} \right)\). Ta có: \(\overrightarrow {MN} = \left( {1;3; - 7} \right)\), \(\overrightarrow {QP} = \left( {1 - a; - 1 - b;2 - c} \right)\). Vì MNPQ là hình bình hành nên \(\overrightarrow {MN} = \overrightarrow {QP} \) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}1 - a = 1\\ - 1 - b = 3\\2 - c = - 7\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 0\\b = - 4\\c = 9\end{array} \right.\). Vậy Q(0;-4;9). Chọn C. Câu hỏi 44 : Trong không gian Oxyz, cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có A(0;0;1), B’(1;0;0), C’(1;1;0). Tìm tọa độ điểm D.
Đáp án: A Phương pháp giải: - Sử dụng định nghĩa hai vectơ bằng nhau là hai vectơ cùng hướng và có độ lớn bằng nhau. - Hai vectơ bằng nhau khi và chỉ khi hoành độ, tung độ, cao độ tương ứng của chúng bằng nhau. Lời giải chi tiết: Ta có AD // B’C’, AD = B’C’ nên AB’C’D là hình bình hành, do đó AB’ // DC’ và AB’ = DC’. \(\begin{array}{l} \Rightarrow \overrightarrow {AB'} = \overrightarrow {DC'} \\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}1 - 0 = 1 - {x_D}\\0 - 0 = 1 - {y_D}\\0 - 1 = 0 - {z_D}\end{array} \right.\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_D} = 0\\{y_D} = 1\\{z_D} = 1\end{array} \right.\end{array}\) Vậy \(D\left( {0;1;1} \right)\). Chọn A. Câu hỏi 45 : Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz,\) véctơ nào dưới đây vuông góc với cả hai véctơ \(\vec u = \left( { - 1;0;2} \right),\)\(\vec v = \left( {4;0; - 1} \right)\)?
Đáp án: D Phương pháp giải: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow u \bot \overrightarrow w \\\overrightarrow v \bot \overrightarrow w \end{array} \right. \Rightarrow \overrightarrow w \) cùng phương với \(\left[ {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right]\). Lời giải chi tiết: Ta có: \(\left[ {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right] = \left( {0;7;0} \right)\). Dựa vào các đáp án ta thấy chỉ có vectơ \(\vec w = \left( {0; - 1;0} \right)\)cùng phương với \(\left[ {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right]\). Vậy \(\vec w = \left( {0; - 1;0} \right)\) vuông góc với cả hai véctơ \(\vec u = \left( { - 1;0;2} \right),\) \(\vec v = \left( {4;0; - 1} \right)\). Chọn D. Câu hỏi 46 : Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , để hai vecto \(\overrightarrow a = \left( {m;2;3} \right)\) và \(\overrightarrow b \left( {1;n;2} \right)\) cùng phương thì \(2m + 3n\) bằng.
Đáp án: D Phương pháp giải: Hai vectơ cùng phương khi \(\frac{x}{{x'}} = \frac{y}{{y'}} = \frac{z}{{z'}}\) Lời giải chi tiết: Hai vectơ \(\overrightarrow a = \left( {m;2;3} \right),\overrightarrow b = \left( {1;n;2} \right)\) cùng phương khi \(\frac{m}{1} = \frac{2}{n} = \frac{3}{2} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = \frac{3}{2}\\n = \frac{4}{3}\end{array} \right.\) \( \Rightarrow 2m + 3n = 7.\) Chọn D. Câu hỏi 47 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho \(\Delta ABC\) có trọng tâm \(G\left( { - 3;\,\,1;\,\,4} \right)\) và có \(A\left( {1;\,\,0; - 1} \right),\,\,\,B\left( {2;\,\,3;\,\,5} \right).\) Tọa độ điểm \(C\) là:
Đáp án: C Phương pháp giải: Cho ba điểm \(A\left( {{x_1};\,{y_1};\,{z_1}} \right),\,\,B\left( {{x_2};\,{y_2};\,{z_2}} \right),\,\,C\left( {{x_3};\,{y_3};\,{z_3}} \right)\) thì tọa độ trọng tâm \(G\left( {{x_G};\,{y_G};\,{z_G}} \right)\) của \(\Delta ABC\) là: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_G} = \dfrac{{{x_1} + {x_2} + {x_3}}}{3}\\{y_G} = \dfrac{{{y_1} + {y_2} + {y_3}}}{3}\\{z_G} = \dfrac{{{z_1} + {z_2} + {z_3}}}{3}\end{array} \right.\)\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_3} = 3{x_G} - {x_1} - {x_2}\\{y_3} = 3{y_G} - {y_1} - {y_2}\\{z_3} = 3{z_G} - {z_1} - {z_2}\end{array} \right..\) Lời giải chi tiết: Gọi \(C\left( {{x_C};\,\,{y_C};\,\,{z_C}} \right).\) Khi đó ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 3{x_G} - {x_A} - {x_B}\\{y_C} = 3{y_G} - {y_A} - {y_B}\\{z_C} = 3{z_G} - {z_A} - {z_B}\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 3.\left( { - 3} \right) - 1 - 2 = - 12\\{y_C} = 3.1 - 0 - 3 = 0\\{z_C} = 3.4 - \left( { - 1} \right) - 5 = 8\end{array} \right.\) \( \Rightarrow C\left( { - 12;\,\,0;\,\,8} \right).\) Chọn C. Câu hỏi 48 : Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho vecto \(\overrightarrow {AO} = 3\left( {\overrightarrow i + 4\overrightarrow j } \right) - 2\overrightarrow k + 5\overrightarrow j .\) Tọa độ điểm \(A\) là:
Đáp án: B Phương pháp giải: Cho vecto \(\overrightarrow a = {a_1}\overrightarrow i + {a_2}\overrightarrow j + {a_3}\overrightarrow k \Rightarrow \overrightarrow a = \left( {{a_1};\;{a_2};\;{a_3}} \right).\) Lời giải chi tiết: Ta có: \(\overrightarrow {AO} = 3\left( {\overrightarrow i + 4\overrightarrow j } \right) - 2\overrightarrow k + 5\overrightarrow j \) \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \overrightarrow {AO} = 3\overrightarrow i + 12\overrightarrow j - 2\overrightarrow k + 5\overrightarrow j \\ \Leftrightarrow \left( { - {x_A};\, - {y_A};\, - {z_A}} \right) = 3\overrightarrow i + 17\overrightarrow j - 2\overrightarrow k \\ \Leftrightarrow \left( { - {x_A};\, - {y_A};\, - {z_A}} \right) = \left( {3;\,\,17;\, - 2} \right)\\ \Leftrightarrow \left( {{x_A};\,\,\,{y_A};\,\,\,{z_A}} \right) = \left( { - 3; - 17;\,\,2} \right)\\ \Rightarrow A\left( { - 3; - 17;\,\,2} \right).\end{array}\) Chọn B. Câu hỏi 49 : Cho hai vectơ \(\overrightarrow a = \left( {1;1; - 2} \right),\,\,\overrightarrow b = \left( {1;0;m} \right)\). Góc giữa chúng bằng \({45^0}\) khi:
Đáp án: C Phương pháp giải: Sử dụng công thức \(\cos \left( {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right) = \dfrac{{\overrightarrow u .\overrightarrow v }}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow v } \right|}}\). Lời giải chi tiết: Ta có: \(\cos \left( {\overrightarrow u ;\overrightarrow v } \right) = \dfrac{{\overrightarrow u .\overrightarrow v }}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow v } \right|}}\) \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \cos {45^0} = \dfrac{{1.1 + 1.0 - 2.m}}{{\sqrt {{1^2} + {1^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} .\sqrt {{1^2} + {0^2} + {m^2}} }}\\ \Leftrightarrow \dfrac{1}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{1 - 2m}}{{\sqrt 6 .\sqrt {1 + {m^2}} }} \Leftrightarrow \sqrt {6\left( {1 + {m^2}} \right)} = \sqrt 2 \left( {1 - 2m} \right)\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}6\left( {1 + {m^2}} \right) = 2{\left( {1 - 2m} \right)^2}\\1 - 2m \ge 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}6 + 6{m^2} = 2\left( {1 - 4m + 4{m^2}} \right)\\m \le \dfrac{1}{2}\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}6 + 6{m^2} = 2 - 8m + 8{m^2}\\m \le \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2{m^2} - 8m - 4 = 0\\m \le \dfrac{1}{2}\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = 2 \pm \sqrt 6 \\m \le \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow m = 2 - \sqrt 6 \end{array}\) Chọn C. Câu hỏi 50 : Trong không gian \(Oxyz,\) cho hai vecto \(\overrightarrow u \left( { - \sqrt 3 ;\,\,0;\,\,1} \right)\) và \(\overrightarrow v \left( {0;\,\,1;\,\,1} \right)\) khi đó:
Đáp án: D Phương pháp giải: Cho các vecto: \(\overrightarrow u = \left( {{x_1};\,\,{y_1};\,\,{z_1}} \right)\) và \(\overrightarrow v = \left( {{x_2};\,\,{y_2};\,\,{z_2}} \right).\) Ta có: \(\overrightarrow u .\overrightarrow v = {x_1}{x_2} + {y_1}{y_2} + {z_1}{z_2}.\) Lời giải chi tiết: Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow u \left( { - \sqrt 3 ;\,\,0;\,\,1} \right)\\\overrightarrow v \left( {0;\,\,1;\,\,1} \right)\end{array} \right.\) \( \Rightarrow \overrightarrow u .\overrightarrow v = - \sqrt 3 .0 + 0.1 + 1.1 = 1.\) Chọn D.
|