Trong không gian Oxyz khoảng cách giữa đường thẳng d

Toán lớp 12

Cách tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng

Ngọc Quốc
0

Trong bài này, HocThatGioi sẽ hướng dẫn chi tiết cho các bạn cách tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz. Đọc xong bài này, HocThatGioi chắc chắn dạng bài này đối với các bạn sẽ cực kì dễ dàng đấy! Cùng theo dõi ngay nhé!

1. Xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz

Đối với 1 đường thẳng và 1 mặt phẳng song song với nhau hay 1 đường thẳng nằm trong một mặt phẳng thì góc giữa chúng là 0.

Đối với 1 đường thẳng d và 1 mặt phẳng (P) cắt nhau tại điểm G: Ta sẽ lấy một điểm M bất kì trên đường thẳng đó, từ m hạ vuông góc xuống mặt phẳng (P). Khi đó góc \widehat{MGM'} chính là góc giữa d(P) (Xem hình bên dưới).

Trong không gian Oxyz khoảng cách giữa đường thẳng d
Xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng

Một số lưu ý khi xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng:

  • Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng luôn là góc không tù (0 \leq \alpha \leq 90^o.
  • Đường thẳng và mặt phẳng vuông góc với nhau khi và chỉ khi góc giữa chúng là 90^o.

2. Cách tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz

Để tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz, ta sẽ dựa vào VTPT của mặt phẳng và VTCP của đường thẳng đó. Khi đó sin của góc \alpha giữa đường thẳng và mặt phẳng sẽ được tính theo công thức sau:

Công thức tình góc giữa đường thẳng và mặt phẳng Oxyz
sin \alpha =\frac{|\vec u_d . \vec n_P|}{|\vec u_d|.|\vec n_P|}=\frac{|Aa+Bb+Cc|}{\sqrt{A^2+B^2+C^2}.\sqrt{a^2+b^2+c^2}}
Trong đó:
\vec u_d=(a,b,c) là VTCP của d.
\vec n_P=(A,B,C) là VTPT của (P).
Phương trình đường thẳng d có dạng: \frac{x-x_0}{a}=\frac{y-y_0}{b}=\frac{z-z_0}{c}.
Phương trình (P) có dạng: Ax+By+Cz+D=0.

Khi mà ta đã xác định được sin \alpha thì việc tìm \alpha không có gì khó nữa. Xem ví dụ dưới đây để hiểu rõ hơn nhé!

Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{x-3}{2}=\frac{y}{3}=-z và mặt phẳng (P) có phương trình 2x-y+2z-5=0.
Đường thẳng d có VTCP \vec u_d=(2,3,-1).
Mặt phẳng (P) có VTPT \vec n_d=(2,-1,2)
Góc \alpha giữa đường thẳng d và (P) là:
sin \alpha =\frac{|\vec u_d . \vec n_P|}{|\vec u_d|.|\vec n_P|}=\frac{|Aa+Bb+Cc|}{\sqrt{A^2+B^2+C^2}.\sqrt{a^2+b^2+c^2}}=\frac{|2.2+3.(-1)+(-1).2|}{\sqrt{2^2+3^2+(-1)^2} \sqrt{2^2+(-1)^2+2^2}}=\frac{\sqrt {14}}{42}.

3. Bài tập góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz

Làm ngay những bài tập dưới đây để ghi nhớ lâu hơn các công thức vừa học ở trên nhé!

Bài 1. Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{x-2}{-1}=\frac{-y}{2}=z và mặt phẳng (P) có phương trình x-2y+z-2=0.

Bài 2. Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{x-1}{2}=\frac{2-y}{3}=\frac{z}{2} và mặt phẳng (P) có phương trình 2x-2y+3z-1=0.

Bài 3. Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{-x+2}{-4}=\frac{y-4}{2}=\frac{1+z}{3} và mặt phẳng (P) có phương trình 3x-4y+z+1=0.

Bài 4. Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{-x-5}{-5}=\frac{y}{-2}=z-1 và mặt phẳng (P) có phương trình 2y+z-2=0.

Bài 5. Tính góc tạo bởi đường thẳng d có phương trình \frac{x-2}{-3}=\frac{-y}{-1}=z-2 và mặt phẳng (P) có phương trình x-3z-5=0.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết củaHocThatGioivềCách tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt dể tạo động lực choHocThatGioivà giúpHocThatGioingày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!

Bài viết khác liên quan đến phương pháp toạ độ trong không gian
  • Lý thuyết hệ toạ độ trong không gian hay đầy đủ nhất 6 dạng bài thường gặp
  • Phương trình đường thẳng, mặt phẳng và mặt cầu trong không gian Oxyz hay chi tiết nhất
  • Phương trình đường thẳng trong không gian Oxyz Góc và khoảng cách giữa đường thẳng
  • Cách tính khoảng cách giữa 2 đường thẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng
  • Cách viết phương trình đường thẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng
  • Cách viết phương trình mặt phẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng
  • Hình chiếu vuông góc của điểm lên đường thẳng lên mặt phẳng trong không gian Oxyz
  • Quan hệ vuông góc và song song của đường thẳng, mặt phẳng trong không gian
  • Cách tính khoảng cách từ 1 điểm đến 1 đường thẳng trong không gian Oxyz-bài tập áp dụng
  • Cách tính góc giữa 2 đường thẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng
  • Cách tính góc giữa 2 mặt phẳng trong không gian Oxyz bài tập áp dụng
  • Vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng với mặt cầu trong không gian Oxyz
  • Cách chứng minh 4 điểm có đồng phẳng hay không cực hay bài tập áp dụng
  • Tính diện tích tam giác, thể tích khối tứ diện bằng phương pháp tọa độ
  • Tổng hợp phép toán với vecto trong không gian Oxyz cực đầy đủ
  • Tìm trung điểm đoạn thẳng và trọng tâm tam giác bằng phương pháp tọa độ
Facebook Twitter LinkedIn Pinterest Share via Email Print