Câu 1: (Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, một véctơ chỉ phương của
x 2t
đường thẳng : y 1 t là
z 1
A. m 2; 1;1
B. v 2; 1;0
C. u 2;1;1
D. n 2; 1;0
Đáp án D
Phương pháp:
x x 0 at
+ Cho phương trình đường thẳng : y y 0 bt . Khi đó ta biết đường thẳng đi qua
z z ct
0
điểm M x 0 ; y 0 và có vVTCP u a; b;c .
+ Chú ý: Véc tơ là một VTCP của thì ku k cũng là một VTCP của .
Cách giải:
Ta có VTCP của là: u 2;1;0 n 2; 1;0 cũng là một VTCP của
Câu 2: (Chuyên Đại Học Vinh) Trong
không gian Oxyz, cho điểm M 1; 2;3 . Hình
chiếu của M lên trục Oy là điểm
A. S 0;0;3
B. R 1;0;0
C. Q 0; 2;0
D. P 1;0;3
Đáp ánC
Phương pháp: Điểm M a; b;c có hình chiếu trên trục Ox, Oy, Oz lần lượt là:
M1 a;0;0 , M 2 0; b;0 và M 3 0;0;c .
Cách giải: Hình chiếu của M lên trục Oy là Q 0; 2;0
Câu 3: (Chuyên Đại Học Vinh)Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng
:
x 2y z 1 0 và
: 2x 4y mz 2 0.
Tìm m để hai mặt phẳng
và song song với nhau.
A. m 1
Đáp án B
B. Không tồn tại m
C. m 2
D. m 2
Phương pháp:
Cho
hai
/ /
mặt
phẳng:
: a1x b1 y c1z d1 0
.
: a 2 x b 2 y c 2 z d 2 0
Khi
đó
a1 b1 c1 d1
a 2 b2 c2 d 2
Cách giải:
Để / / thì
m 2
2 4 m 2
m
1 2 1 1
m 2
Câu 4:(Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, cho điểm M 1; 0; 1 . Mặt
phẳng đi qua M và chứa trục Ox có phương trình là
A. x z 0
Đáp án C
B. y z 1 0
C. y 0
D. x y z 0
Phương pháp:
+) Phương trình đường thẳng đi điểm M x 0 ; y 0 ; z 0 và có VTPT n a; b;c có phương
trình:
a x x 0 b y y 0 c z z 0 0.
+) Hai vecto u; v cùng thuộc một mặt phẳng thì mặt phẳng đó có VTPT là: n u, v
Cách giải:
Mặt phẳng chưa điểm M và trục Ox nên nhận n OM; u O x là một VTPT.
OM 1;0; 1
n OM; u O x
Mà
u
1;0;0
O x
0
0
1
0
;
1
0
1
1
;
1
1
0
0
0; 1;0
Kết hợp với đi qua điểm M 1;0; 1 : y y 0 0 y 0
Câu 5: (Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng
d:
x 1 y 2 z 3
và mặt phẳng
1
2
1
: x y z 2 0. Trong các đường thẳng sau, đường thẳng nào nằm trong mặt phẳng
, đồng thời vuông góc và cắt đường d?
A. 3 :
x 5 y2 z 5
3
2
1
B. 1 :
x2 y4 z4
3
2
1
C. 2 :
x2 y4 z4
1
2
3
D. 4 :
x 1 y 1 z
3
2 1
Đáp án A
Phương pháp:
Gọi đường thẳng cần tìm là d’
Gọi A d A d '. Tìm tọa độ điểm A.
n d ' u d ; n là 1 VTCP của đường phẳng d’
Cách giải:
Gọi d’ là đường thẳng cần tìm, gọi A d A d '
x 1 t
Ta có d : y 2 2t t A t 1; 2t 2; t 3
z 3 t
Mà A t 1 2t 2 t 3 2 0 A 2; 4; 4
u d 1; 2;1
Lại có
u d ; n 3; 2; 1 là một VTCP của d’
n 1;1; 1
Kết hợp với d’ qua A 2; 4; 4 d :
x2 y4 z4
x 5 y2 z 5
3
2
1
3
2
1
Câu 6:(Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng
: x z 3 0
và điểm M 1;1;1 . Gọi A là điểm thuộc tia Oz, B là hình chiếu của A
lên . Biết rằng tam giác MAB cân tại M. Diện tích của tam giác MAB bằng
A.
3 123
2
B. 6 3
C.
3 3
2
D. 3 3
Đáp án C
Phương pháp:
+) Gọi A 0;0;a , a 0 viết phương trình đường thẳng AB đi qua A và vuông góc với
+) B AB tìm tọa độ điểm B theo a.
+) Tam giác MAB cân tại M MA MB, tìm a.
+) Sử dụng công thức tính diện tích SMAB
1
2
MA; MB
Cách giải:
x t
Gọi A 0;0;a a 0 , vì AB mp Phương trình đường thẳng AB : y 0
z a t
Mà B AB B t;0;a t và B mp t a t 3 0 t
AM 1;1;;1 a
a 3 a 3
Khi đó B
;0;
a 1 5 a
2 BM
2
;1;
2
2
AM BM AM BM 2 1 a
2
2
a 1 5 a
1
2
2
a 3
2
2
4
2a 8a 26
4
2
2
2a 18 a 9 a 3 a 0
AM 1;1; 2
AM; BM 3;3;3
BM 2;1;1
a 2 2a 2
2
Vậy diện tích tam giác MAB là SMAB
1 3 3
MA; MB
2
2
Câu 7: (Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, cho hai điểm
A 10;6; 2 , B 5;10; 9 và mặt phẳng : 2x 2y z 12 0. Điểm M di động trên
mặt phẳng sao cho MA, MB luôn tạo với các góc bằng nhau. Biết rằng M luôn
thuộc một đường tròn cố định. Hoành độ của tâm đường tròn bằng
A.
9
2
B. 2
C. 10
D. 4
Đáp án B
Phương pháp:
+) Gọi M x; y; z tọa độ các véc tơ AM; BM
+) Gọi H, K lần lượt là hình chiếu của A,B lên , có AMH BMK
+) Tính sin các góc AMH; BMHK và suy ra đẳng thức. Tìm quỹ tích điểm M là một
đường tròn.
+) Tính tâm của đường tròn quỹ tích đó.
Cách giải:
Gọi M x; y; z AM x 10; y 6; z 2 ; BM x 5; y 10; z 9
Gọi H, K lần lượt là hình chiếu của A, B lên , có AMH BMK
AH d A; P
2.10 2.6 2 12
2 2 1
2
2
2
6; BK d B; P
2.5 2.10 9 12
22 22 12
AH
sin AMH MA
AH BK
MA 2MB MA 2 4MB2
Khi đó
MA MB
sin BMK BK
MB
2
2
2
2
2
2
Suy ra x 10 y 6 z 2 4 x 5 y 10 z 9
2
2
2
20
68
68
10
34
34
x y z x y z 228 0 S : x y z 40
3
3
3
3
3
3
10 34 34
có tâm I ; ;
3 3 3
2
2
2
Vậy M C là giao tuyến của và S Tâm K của C là hình chiếu của
10 34 34
I ; ;
trên mặt phẳng .
3 3 3
10
x 3 2t
34
2t
Phương trình đương thẳng đi qua I và vuông góc với có dạng y
3
34
z 3 t
34
34
10
10
34
34
K 2t; 2t ' t , K 2 2t 2 2t t 12 0
3
3
3
3
3
3
2
9t 6 0 t K 2;10; 12 x K 2
3
Câu 8: (Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng
: 2x y 2z 2 0, đường thẳng
d:
x 1 y 2 z 3
1
và điểm A ;1;1 . Gọi là đường thẳng nằm trong mặt phẳng
1
2
2
2
, song song với d đồng thời cách d một khoảng bằng 3. Đường thẳng
cắt mặt
phẳng (Oxy) tại điểm B. Độ dài đoạn thẳng AB bằng
A.
7
3
B.
7
2
C.
21
2
D.
3
2
Đáp án B
Phương pháp:
+) Kiểm tra d
+) Gọi B O xy B a; b;0 B , thay tọa độ điểm B vào phương trình
1 phương trình 2 ẩn a, b.
+)
d / / d d ; d B; d 3.
Sử dụng công thức tính khoảng cách
BM; u d
d B; d
, lập được 1 phương trình 2 ẩn chứa a, b.
ud
+) Giải hệ phương trình tìm a,b => Toạn độ điểm B => Độ dài AB.
Dế thấy d và 1; 2; 3 d
Ta có B O xy B a; b;0 mà B 2a b 2 0 b 2 2a
Lại có d / / d d ; d B; d 3 . Đường thẳng d đi qua M 0;0; 1 , có
u d 1; 2; 2
BM a; b; 1 BM; u 2b 2; 1 2a; 2a b
Do đó
BM; u d
d B; d
ud
2b 2 1 2a 2a b
2
2
3
2
3
2b 2 1 2a 2a b 81 2 4a 1 2a 4a 2 81
2
1 2a
Vậy AB
2
2
2
2
2
2
a 1
B 1; 4;0
1 2a 3
a 1 b 4
9
a 2
1 2a 3
a 2
B 2; 2;0
b 2
7
2
Câu9: (Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho hình
lập phương ABCD.A’B’C’D’ có A 0;0;0 , B 1;0;0 , D 0;1;0 và A ' 0;0;1 . Khoảng
cách giữa AC và B’D là
1
1
.
.
A.
B.
3
6
Đáp án B.
C. 1.
D.
2.
Gọi K AC BD. Gọi H là hình chiếu của K lên B’D. Khi đó KH là
đường vuông góc chung của 2 đường thẳng AC và B’D
KH BB'
KH
1
2 1
6
Ta có:
KH
.
.
KD B' D
2
6
2
3
3
2
Câu 10:(Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ tọa độ
Oxyz cho A 3;0;0 , B 0;0;3 , C 0; 3;0 và mặt phẳng P : x y z 3 0. Tìm
trên (P) điểm M sao cho MA MB MC nhỏ nhất
A. M 3;3; 3 .
B. M 3; 3;3 .
C. M 3; 3;3 .
D.
M 3;3;3 .
Đáp án D.
Gọi
là điểm
I
thỏa
mãn
IA IB IC 0 IA CB 0 IA BC 0; 3;3 I 3;3;3
Ta có: MA MB MC MI IA MB IB MI IC MI MI min M là hình
chiếu của I trên P : x y z 3 0, dễ thấy I P M I 3;3;3 .
Câu 11: (Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các
điểm A 0;1; 2 , B 2; 2;0 , C 2;0;1 . Mặt phẳng (P) đi qua A, trực tâm H của tam
giác ABC và vuông góc với mặt phẳng ( ABC) có phương trình là
A. 4x 2y z 4 0.
B. 4x 2y z 4 0.
C. 4x 2y z 4 0. D. 4x 2y z 4 0.
Đáp án C.
Dễ thấy 4.0 2.1 2 4 0suy ra A P : 4x 2y z 4 0.
Câu 12: (Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho
A 1;0;0 , B 0;0; 2 , C 0; 3;0 . Bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC là
14
.
3
Đáp án C.
A.
B.
14
.
4
C.
14
.
2
D. 14.
OA 2 OB2 OC2
14
.
Vì OA 1, OB 2, OC 3 và đôi một vuông góc R
2
2
Câu 13: (Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các
điểm A 0;0; 2 , B 4;0;0 . Mặt cầu (S) có bán kính nhỏ nhất, đi qua O, A, B có tâm là
2
4
A. I 2;0; 1 . B. I 0;0; 1 . C. I 2;0;0 . D. I ;0; .
3
3
Đáp án A.
Ta có: OA 0;0; 2 , OB 4;0;0 suy ra OA.OB 0 OAB vuông tại O.
Do đo, mặt cầu (S) có bán kính R min và đi qua O, A, B có tâm là trung điểm của AB.
Vậy tọa độ tâm mặt cầu là I 2;0; 1 .
Câu 14:(Chuyên ĐH Sư Phạm Hà Nội) Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho
hình lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có A 0;0;0 , B 2;0;0 , C 0; 2;0 , A ' 0;0; 2 . Góc giữa
BC’ và A’C bằng
A. 900.
Đáp án A.
B. 600.
C. 300.
Vì ABC.A’B’C’ là lăng trụ đứng, đáy là tam giác vuông cân C ' 0; 2; 2 .
Ta có BC ' 2; 2; 2 và A 'C ' 0; 2; 2 BC '.A 'C 0 BC ' A 'C.
Câu 15: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ trục tọa độ
Oxyz, mặt phẳng đi qua các điểm A 2;0;0 ; B 0;3;0 , C 0;0; 4 có phương trình là:
A. 6x 4y 3z 12 0
B. 6x 4y 3z 0
C. 6x 4y 3z 12 0
D. 6x 4y 3z 24 0
Đáp án C
Phương trình mặt phẳng đoạn chắn của ABC là
x y z
1
2 3 4
Do đó ABC : 6x 4y 3z 12 0
Câu 16: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ trục tọa độ
Oxyz, cho mặt cầu
S : x 1 y 2 z 3
2
2
2
9 tâm I và mặt phẳng P : 2x 2y z 24 0 . Gọi H
là hình chiếu vuông góc của I lên (P). Điểm M thuộc (S) sao cho đoạn MH có độ dài lớn
nhất. Tính tọa độ điểm M.
A. M 1;0; 4
B. M 0;1; 2
C. M 3; 4; 2
D. M 4;1; 2
Đáp án C
x 1 y 2 z 3
H IH P 5; 4;6
2
2
1
Phương trình đường thẳng IH :
Độ dài MH lớn nhất M là một trong hai giao điểm của MI và S
Suy ra MI MH , gọi M 1 2t; 2 2t;3 t S 4t 2 4t 2 t 2 9 t 1
M1 3; 4; 2 M 2 H 12
Do đó
MH max M M 2 3; 4; 2
M 2 1;0; 4 M 2 H 34
Câu 17:(Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018) Trong không gian với hệ trục tọa độ
Oxyz, cho mặt phẳng P : x y 2z 3 0 và điểm I 1;1;0 . Phương trình mặt cầu
tâm I và tiếp xúc với (P) là:
A. x 1 y 1 z 2
2
2
C. x 1 y 1 z 2
2
2
5
6
5
6
B. x 1 y 1 z 2
25
6
D. x 1 y 1 z 2
25
6
2
2
2
2
Đáp án B
Ta có: R d I; P
5
25
2
2
PT mặt cầu là: x 1 y 1 z 2
6
6
Câu 18: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ trục tọa độ
Oxyz, cho mặt cầu
S : x 2 y2 z 2 2x 6y 4z 2 0, mặt phẳng : x 4y z 11 0.
Gọi P là mặt
phẳng vuông góc với , P song song với giá của vecto v 1;6; 2 và P tiếp xúc với
(S). Lập phương trình mặt phẳng ( P ).
A. 2x y 2z 2 0 và x 2y z 21 0
B. x 2y 2z 3 0 và x 2y z 21 0
C. 2x y 2z 3 0 và 2x y 2z 21 0
D. 2x y 2z 5 0 và x 2y 2z 2 0
Đáp án C
Ta có: n P n ; n P 2; 1; 2 P : 2x y 2z D 0
Mặt cầu S có tâm I 1; 3; 2 ; R 4 d I; P 4
D 3
4
4 1 4
D 21
9D
Câu 19: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ trục tọa độ
Oxyz, điểm nào sau đây không thuộc mặt phẳng
P :
x y z 1 0.
A. K 0;0;1
B. J 0;1;0
C. I 1;0;0
D. O 0;0;0
Đáp án D
Câu 20: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz,
cho hai mặt phẳng P : 3x 2y 2z 5 0 và Q : 4x 5y z 1 0. Các điểm A, B phân
biệt thuộc giao tuyến của hai mặt phẳng P và Q . AB cùng phương với vectơ nào sau
đây?
A. w 3; 2; 2
C. a 4;5; 1
B. v 8;11; 23
D. u 8; 11; 23
Đáp án D
Ta có: u AB n P ; n Q 8;11; 23
Do đó AB phương với véc tơ u 8; 11; 23
Câu 21: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho mặt cầu S : x 1 y 2 z 3 16 và các điểm A 1;0; 2 , B 1; 2; 2 .
2
2
2
Gọi (P) là mặt phẳng đi qua hai điểm A, B sao cho thiết diện của mặt phẳng (P) với mặt
cầu (S) có diện tích nhỏ nhất. Khi viết phương trình (P) dưới dạng ax by cx 3 0.
Tính tổng T a b c.
B. 3
A. 3
C. 0
D. 2
Đáp án B
Xét S : x 1 y 2 z 3 16 có tâm I 1; 2;3 , bán kính R 4
2
2
2
Gọi O là hình chiếu của I trên mp P . Ta có Smin d I; P max IO max
Khi và chỉ khi IO IH với H là hình chiếu của I trên AB.
IH là véc tơ pháp tuyến của mp P mà IA IB H là trung điểm của AB
H 0;1; 2 IH 1; 1; 1 mp P là x y z 3 0
Câu 22: (Chuyên Lam Sơn-Thanh Hóa 2018)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho các điểm
A 1;0;0 , B 0; 2;0 , C 0;0;3 , D 2; 2;0 . Có tất cả bao nhiêu mặt phẳng phân biệt đi
qua 3 trong 5 điểm O, A, B, C, D ?
A. 7
B. 5
C. 6
Đáp án B
AB 1; 2;0
AB AD 0 A, B, D thẳng hàng
Ta có
AD
1;
2;0
D. 10
Do đó, 5 điểm O, A, B, C, D tạo thành tứ diện như hình vẽ bên
Vậy có tất cả 5 mặt phẳng cần tìm đó là:
Mặt phẳng OAC đi qua 3 điểm O, A, C
Bốn mặt phẳng là các mặt bên của tứ diện O.BCD đi qua 3 điểm trong 5 điểm O,
A, B, C, D
Câu23: ( Chuyên Thái Bình Lần 3-2018)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho
A 1; 2; 3 , B 3; 2;9 . Mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB có phương trình là:
A. x 3x 10 0.
Đáp án D.
B. 4x 12z 10 0 C. x 3y 10 0.
D. x 3z 10 0.
Gọi I là trung điểm của AB. Ta có: I 1; 2;3 , AB 4;0;12
Mặt phẳng trung thực của đoạn thẳng AB có phương trình là:
P : 4 x 1 0 y 2 12 z 3 0 hay P : x 3z 10 0.
Câu 24:( Chuyên Thái Bình Lần 3-2018) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi H
x 1 y z 2
hình chiếu vuông góc của M 2;0;1 lên đường thẳng :
. Tìm tọa độ
1
2
1
điểm H .
A. H 2; 2;3 .
B. H 0; 2;1 .
C. H 1;0; 2 .
D. H 1; 4;0 .
Đáp án C.
Vtcp của là: u 1; 2;1 . Phương trình mặt phẳng qua M và nhận u làm vtpt là:
P :1 x 2 2 y 0 1 z 1 0 hay P : x 2y z 3 0.
Khi đó: P H tọa độ của H là nghiệm của hệ phương trình
x 1 y z 2
2
1 x 1, y 0, z 2 H 1;0; 2 .
1
x 2y z 3 0
Câu 25:( Chuyên Thái Bình Lần 3-2018) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho
điểm I 1; 2;3 . Phương trình mặt cầu tâm I và tiếp xúc với trục Oy là:
A. x 1 y 2 z 3 10.
B. x 1 y 2 z 3 9.
C. x 1 y 2 z 3 8.
D. x 1 y 2 z 3 16.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Đáp án A.
Ta có: n Oy 0;1;0 . Mặt phẳng (P) qua I và vuông góc với Oy là: P : y 2 0
P Oy E 0; 2;0
R IE
bán kính mặt cầu tâm I và tiếp xúc với trục Oy là:
1 0 2 2 3 0
2
2
2
10 Phương trình mặt cầu tâm I và tiếp xúc
với trục Oy là: x 1 y 2 z 3 10.
2
2
2
Câu 26:( Chuyên Thái Bình Lần 3-2018) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho
x 1 y 1 z
điểm M 2;1;0 và đường thẳng d có phương trình d :
. Phương trình
2
1
1
của đường thẳng đi qua điểm, M cắt và vuông góc với đường thẳng d là:
x 2 y 1 z
x 2 y 1 z
A.
. B.
.
1
4
2
1
4
2
x 2 y 1 z
x 2 y 1 z
C.
D.
.
.
1
3 2
3
4
2
Đáp án A.
Gọi I 1 2t; 1 t; t d ta có: MI 2t 1; t 2; t
1 4 2
2
Giải MI.u d 4t 2 t 2 t 0 t u MI ; ;
3
3 3 3
x 2 y 1 z
Suy ra d :
.
4
4
2
Câu 27: ( Chuyên Thái Bình Lần 3-2018)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho
điểm M 1; 2;3 . Gọi (P) là mặt phẳng đi qua điểm Mvà cách gốc tọa độ O một khoảng
lớn nhất, mặt phẳng (P) cắt các trục tọa độ tại các điểm A,B,C. Tính thể tích khối chóp
O.ABC.
1372
686
524
343
A.
B.
C.
D.
.
.
.
.
9
9
3
9
Đáp án B.
Ta có: d O; P OM
Dấu bằng xảy ra OM P P :1 x 1 2 y 2 3 z 3 0
14
Hay P : x 2y 3z 14 0 A 14;0;0 ; B 0;7;0 ;C 0;0;
3
1
686
VO.ABC OA.OB.OC
.
6
9
Câu 28:( Chuyên Vĩnh Phúc-Lần 3) Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho
véctơ a 1; 2;3 . Tìm tọa độ của véctơ b biết rằng véctơ b ngược hướng với véctơ a
và b 2 a
A. b 2; 2;3
b 2; 2;3
Đáp án C
B. b 2; 4;6
C. b 2; 4; 6
D.
Ta có: b 2a 2; 4; 6
Câu 30:( Chuyên Vĩnh Phúc-Lần 3) Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho hai
điểm A l;0; 3 , B 3; 2; 5 . Biết rằng tập hợp các điểm M trong không gian thỏa
mãn đẳng thức AM 2 BM 2 30 là một mặt cầu S . Tọa độ tâm I và bán kính R của mặt
cầu S là:
A. I 2; 2; 8 ; R 3
B. I 1; 1; 4 ; R 6
C. I 1; 1; 4 ; R 3
D. I 1; 1; 4 ; R
30
2
Đáp án C
Gọi I 1; 1; 4 ; AB2 24 là trung điểm của AB khi đó AM 2 BM 2 30
2 2
2
Suy ra MA MB 30 MI IA MI IB
2
30
AB2
2MI 2 IA 2 IB2 2MI IA IB 30 2MI 2 30
MI 3.
2
Do đó mặt cầu S tâm I 1; 1; 4 ; R 3
Câu 31: ( Chuyên Vĩnh Phúc-Lần 3) Trong không gian với hệ tọ độ Oxyz, cho bốn
điểm A 1;0;0 , B 0;1;0 ,
C 0;0;1 , D 0;0;0 . Hỏi có bao nhiêu điểm cách đều bốn mặt phẳng ABC , BCD ,
CDA , DAB ?
A. 4
B. 5
C. 1
D. 8
Đáp án D
Gọi I a; b;c là điểm cách đều bốn mặt phẳng ABC , BCD , CDA , DAB .
Khi đó, ta có a b c
a b c 1
3
* . Suy ra có 8 cặp a; b;c
thỏa mãn (*).
Câu32: ( Chuyên Vĩnh Phúc-Lần 3)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A 0; 2; 4 , B 3;5; 2 . Tìm tọa độ
điểm M sao cho biểu thức MA 2 2MB2 đạt giá trị nhỏ nhất.
A. M 1;3; 2
B. M 2; 4;0
C. M 3;7; 2
3 7
D. M ; ; 1
2 2
Đáp án B
Gọi M a; b;c suy ra AM a; b 2;c 4 , BM a 3; b 5;c 2
2
2
2
2
2
Khi đó MA 2 2MB2 a 2 b 2 c 4 2 a 3 b 5 c 2
3a 2 12a 3b 2 24b 3c 2 96 3 a 2 3 b 4 3c 2 36 36
2
Vậy MA 2 2MB2
min
2
36. Dấu “=” xảy ra a; b;c 2; 4;0 .
Câu 33: (Chuyên Hạ Long-Quảng Ninh-1-2018 )
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu có phương trình
x 1 y 3
2
2
z 2 16. Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu đó.
A. I 1;3;0 , R 4
C. I 1;3;0 , R 16
B. I 1; 3;0 , R 4
D. I 1; 3;0 , R 16
Đáp án A
Câu 34: (Chuyên Hạ Long-Quảng Ninh-1-2018 )
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm A 2;3; 4 và B 5;1;1 . Tìm tọa độ
véctơ AB.
A. AB 3; 2;3
B. AB 3; 2; 3
C. AB 3; 2;3
D. AB 3; 2;3
Đáp án B
Câu 35: (Chuyên Hạ Long-Quảng Ninh-1-2018 ) Trong không gian với hệ tọa độ
Oxyz, cho hai véctơ a 2; 3;1 và b 1;0; 4 . Tìm tọa độ véctơ u 2a 3b.
A. u 7;6; 10
B. u 7;6;10
C. u 7;6;10
D. u 7; 6;10
Đáp án B
Ta có u 2 2; 3;1 3 1;0; 4 7;6;10 .
Câu 36: (Chuyên Hạ Long-Quảng Ninh-1-2018 ) Trong không gian với hệ tọa độ
Oxyz, cho tam giác ABC với A 1;0;0 , B 3; 2; 4 , C 0;5; 4 . Tìm tọa độ điểm M thuộc
mặt phẳng Oxy sao cho MA MB 2MC nhỏ nhất.
A. M 1; 3;0
B. M 1;3;0
C. M 3;1;0
D. M 2;6;0
Đáp án B
Gọi I là trung điểm thỏa mãn IA IB 2IC 0 I 1;3;3 .
Ta có Mà M Oxy M x; y;0 .
Khi đó P 4MI 4
x 1 y 3
2
2
32 12 MA MB 2MC
min
12.
x 1
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi
. Vậy M 1;3;0 .
y 3
Câu 37:
(Chuyên Thái Nguyên
Lần 1) Trongkhông gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn
véc tơ a 2;3;1 , b 5, 7, 0 , c 3; 2; 4 và d 4;12; 3 . Mệnh đề nào sau đây sai?
A. a, b, c là ba vecto không đồng phẳng
B. 2a 3b d 2c
C. a b d c
D. d a b c
Đáp án B
Ta có a b 7;10;1 c d 4;12; 3 đúng
2a 3b d 2c
Câu 38: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng
x 1 t
d : y 2 2t . Vecto nào dưới đây là vecto chỉ phương của d?
z 1 t
A. n 1; 2;1
B. n 1; 2;1
C. n 1; 2;1
D. n 1; 2;1
Đáp án D
Câu 39: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho hai điểm
A 1; 1; 2 ; B 2;1;1 . Độ dài đoạn AB bằng
A. 2
Đáp án B
AB
B.
2 1 1 1 1 2
2
2
C.
6
2
6
Câu 40:(Chuyên Khoa Học Tự Nhiên)
2
D. 6
Trong không gian Oxyz, điểm nào dưới đây nằm trên mặt phẳng P : 2x y z 2 0
A. Q 1; 2; 2
B. N 1; 1;1
C. P 2; 1; 1
D. M 1;1; 1
Đáp án B
Đáp án C
Gọi A x; y , B x; y , C x y; x y là các điểm biểu diễn 3 số phức theo đề bài
Ta có
AB
x y x y
2
2
AC y 2 x 2
BC x 2 y 2
AB2 BC2 AC2
Suy ra tam giác ABC vuông tại
1
1
C SABC .AC.BC x 2 y 2 18 x 2 y 2 6 z
2
2
Câu 41:(Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho 2 mặt phẳng
P : x 2y 2z 6 0 và Q : x 2y 2z 3 0. Khoảng cách giữa 2 mặt phẳng (P)
và (Q) bằng
A. 1
Đáp án B
B. 3
C. 9
Lấy điểm A 0;0; 3 P d P ; Q d A; Q
D. 6
0 2.0 2. 3 3
1 2 2
2
2
2
3
Câu 42: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho 2 đường thẳng
x 1 y 1 z 1
x 2 y z 3
và d 2 :
d1 :
. Mặt cầu có một đường kính là đoạn
2
1
3
1
2
3
thẳng vuông góc chung của d1 và d 2 có phương trình là
A. x 4 y 2 z 2 3
B. x 2 y 1 z 1 12
C. x 2 y 1 z 1 3
D. Không tồn tại mặt cầu thỏa mãn
2
2
2
2
2
2
Đáp án D
Gọi
A 1 2t; 1 t; 1 3t d1
B 2 u; 2u;3 3u
Khi đó AB 3 u 2t; 2u t; 4 3u 3t
2
2
2
1
u 3
AB.u1 0
2 3 u 2t 1 2u t 3 4 3u 3t 0
Ta có
1
3
u
2t
2
1
2u
t
3
4
3u
3t
0
AB.u
0
t 5
2
3
7 2 7 2
7 2
Suy ra A ; ; 4 , B ; ; 4 d1 cắt d 2 tại điểm ; ; 4 do đó không tồn tại mặt
3 3 3 3
3 3
cầu thỏa mãn
Câu 43: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Phương trình đường thẳng song song với đường
x 1 y 2 z
x 1 y 1 z 2
thẳng d :
và cắt hai đường thẳng d1 :
và
1
1
1
2
1
1
x 1 y 2 z 3
là
d2 :
1
1
3
x 1 y 1 z 2
x 1 y z 1
A.
B.
1
1
1
1
1
1
x 1 y 2 z 3
x 1 y z 1
C.
D.
1
1
1
1
1
1
Đáp án B
Gọi A 1 2t; 1 t; 2 t d1 ; B 1 u; 2 u;3 3u d 2
AB 2 u 2t;3 u t;1 3u t
t 1
2 u 2t 3 u t 1 3u t
1
1
1
u 1
x 1 y z 1
:
1
1
1
Câu 44: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho hai điểm
A 5;0;0 , B 3; 4;0 . Với C là điểm nằm trên trục Oz, gọi H là trực tâm của tam giác
do AB / /d
ABC. Khi C di động trên trục Oz thì H luôn thuộc một đường tròn cố định. Bán kính
đường tròn đó là
5
3
5
A.
B.
C.
D. 3
4
2
2
Đáp án A
Gọi K là trực tâm của tam giác OAB
Và M là trung điểm của AB OM AB vì tam giác OAB cân
Mà H là trực tâm của tam giác ABC HK ABC
Suy ra HK HM H thuộc đường tròn đường kính KM
x 4t
Ta có trung điểm M của AB là M 4; 2;0 OM : y 2t
z 0
Lại có K OM K 4t; 2t;0 AK 4t 5; 2t;0
3
3
Suy ra AK.OB 0 3 4t 5 4.2t 0 t K 3; ;0
4
2
KM
5
Vậy bán kính đường tròn cần tính R
2
4
Câu 45: (Chuyên Khoa Học Tự Nhiên) Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC
60, AB 3 2. Đường thẳng AB có phương trình
vuông tại C, ABC
x 3 y4 z 8
, đường thẳng AC nằm trên mặt phẳng : x z 1 0. Biết B là
1
1
4
điểm có hoành độ dương, gọi a; b;c là tọa độ của điểm C, giá trị của a b c bằng
A. 3
B. 2
C. 4
D. 7
Đáp án C
Vì AB giao mặt phẳng tại A A 1; 2;0
Điểm B AB B t 3; t 4; 4t 8 AB t 2; t 2; 4t 8
t 1
2
2
Mà AB 3 2 AB2 18 2 t 2 4t 8 18
B 2;3; 4
t 3
Gọi H là hình chiếu của B trên
Khi đó BH d B;
2 4 1
2
3 2
2
AB 3 2
3 2
Vì
BC 3 2cos60
60
2
ABC
Và BHC vuông tại H và BC là cạnh huyền BH BC
3 2
Mà BH BC
H C C là hình chiếu của B trên mặt phẳng
2
x 2 t
5
7
C BC C ;3; a b c 4
phương trình BC y 3
2
2
z 4 t
Câu 46: (Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
A 2; 4;2 ,B 5;6;2 ,C 10;17; 7 . Viết phương trình mặt cầu tâm C bán kính AB.
A. x 10 y 17 z 7 8
B. x 10 y 17 z 7 8
C. x 10 y 17 2 8
D. x 10 y 17 z 7 8
2
2
2
2
2
Đáp ánB
Ta có AB 2; 2;0 R AB 2 2
2
2
2
2
2
2
Vậy phương trình mặt cầu tâm cần tìm là x 10 y 17 z 7 8
2
2
2
Câu 47:(Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có A 0; 0; 0 ,B 3; 0; 0 ,D 0;3; 0 ,D ' 0;3; 3 . Tọa độ
trọng tâm của tam giác A’B’C’ là
A. 1;1; 2
B. 2;1; 2
C. 1;2; 1
D. 2;1; 1
Đáp án B
DD ' BB ' B ' 3;0; 3
Ta có DD ' AA ' A ' 0;0; 3 Tọa độ trọng tâm G của A ' B ' C là G 2;1; 2
AB DC C 3;3;0
Câu 48: (Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho tứ diện ABCD với A 0; 0;3 ,B 0; 0; 1 ,C 1; 0; 1 và D 0;1; 1 . Mệnh đề nào sau
đây là sai?
A. AB BD
B. AB BC
C. AB AC
D. AB CD
Đáp án
C
Ta có: AB 0;0; 4 ; AC 1;0; 4 ; BC 1;0;0 ; BD 0;1;0 ; CD 1;1;0
AB.BD 0 AB BD AB BD
AB.BC 0 AB BC AB BC
AB. AC 16 Mệnh đề C sai.
Câu 49:(Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
Cho bốn điểm A 2; 0; 0 ,B 0;2; 0 ,C 0; 0;2 và D 2;2;2 . Gọi M, N lần lượt là trung
điểm của S và AB. Tọa độ trung điểm I của MN là:
A. I 1; 1;2
Đáp án D
B. I 1;1; 0
1 1
C. I ; ;1
2 2
D. I 1;1;1
x A xB
xC xD
xM 2
xN
2
y yB
y yD
Áp dụng công thức trung điểm ta có yM A
và y N C
và
2
2
z A zB
zC z D
zM 2
zN
2
xM xN
xI
2
yM y N
yI
2
zM z N
zI
2
x A xB xC xD
1
xI
4
y yB yC yD
Suy ra yI A
1 I 1;1;1
4
z A z B zC z D
1
zI
4
Câu 50:(Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho tam giác ABC có A 1;2; 1 ,B 2; 1;3 ,C 4; 7;5 . Tọa độ chân đường phân giác
của tam giác ABC là
trong góc B
2 11
11
2 11 1
A. ; ;1
B. ; 2;1
C. ; ;
D. 2;11;1
3 3
3
3 3 3
Đáp án A
Gọi D là chân đường phân giác góc B của ABC . Theo tính chất đường phân giác ta có
DA DC
AB
:
DA
.DC *
AB BC
BC
Với AB 1; 3; 4 AB 26 và BC 6;8; 2 BC 104
AB
1
BC
2
Từ (*) ta có, điểm D chia đoạn thẳng AC theo tỷ số k nên D có toạ độ
x A kxC
2
x
D
1 k
3
y
ky
11
2 11
A
C
D ; ;1
yD
1 k
3
3 3
z A kzC
zD 1 k 1
Câu 51:(Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
k
cho ba điểm A 0;1;1 ,B 3; 0; 1 ,C 0;21; 19 và mặt cầu
S : x 1 y 1 z 1
2
2
1
1. M a,b,c là điểm thuộc mặt cầu S sao cho biểu
thức T 3MA 2 2MB2 MC2 đạt giá trị nhỏ nhất. Tính tổng a b c.
14
12
A. a b c
B. a b c 0
C. a b c
D. a b c 12
5
5
Đáp án A
Mặt
(S)
Gọi E là điểm thoả
cầu
cótâm
I(1;1;1).
3EA 2 EB EC 0 E (1; 4; 3) . T 6 ME 2 3EA2 2 EB 2 EC 2
T nhỏ nhất khi ME nhỏ nhất M là 1 trong 2 giao điểm của đường thẳng IE và mặt cầu
(S).
IE (0;3; 4) , EM (a 1; b 4; c 3)
a 1 0
a 1
IE , ME cùng phương EM k IE b 4 3k b 3k 4
c 3 4k
c 4k 3
4
k
5
M ( S ) (3k 3) 2 (4k 4) 2 1
k 6
5
4
208
8 1
k M 1 1; ; EM 1
5
5
5 5
6
2 9
k M 2 1; ; EM 2 6 EM 1 (Loại)
5
5 5
8 1
Vậy M 1; ;
5 5
Câu 52:(Chuyên Lê Hòng Phong- Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho ABC biết A 2; 0; 0 , B 0;2; 0 , C 1;1;3 . H x 0 ,y 0 ,z0 là chân đường vuông góc
hạ từ A xuống BC. Khi đó x 0 y 0 z0 bằng
38
34
30
B.
C.
9
11
11
Đáp
án B
Có AH ( xo 2; yo ; zo ); BC (1; 1;3); BH ( xo ; yo 2; zo )
A.
D.
11
34
4
t 11
xo 2 yo 3 zo 0
x 4
AH .BC 0 xo t
o 11
34
Theo đề bài, có
xo yo zo
11
yo 2 t
y 18
BH t BC
o
zo 3t
11
12
zo
11
Câu 53: ( Chuyên Đại Học Vinh) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz ,cho hai vectơ
u 1; 2;3 và v 5;1;1 . Khẳng định nào đúng?
A. u v
B. u v
C. u v
D. u v
Đáp án B
Ta có: u.v 1. 5 2.1 3.1 0 u v
Câu 54: ( Chuyên Đại Học Vinh)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz ,cho các điểm
A 2;1; 1 , B 3;3;1 , C 4;5;3 . Khẳng định nào đúng
A. AB AC
B. A, B, C thẳng hang
C. AB AC
D. O, A, B, C là bốn đỉnh của một hìnhtứdiện
Đáp án B
Ta có: AB 1; 2; 2 , AC 2; 4; 4 2 AB A, B, C thẳng hàng
Câu 55: ( Chuyên Đại Học Vinh)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz ,cho tam giác
OAB có A 1; 1;0 , B 1;0;0 . Tính độ dài đường cao kẻ từ O của tam giác OAB
A.
1
5
B.
5
C.
5
10
D.
2 5
5
Đáp án A
AB; OB
1
Ta có: AB 2;1;0 , OB 1;0;0 d O, AB
5
AB
Câu 56: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho hai mặt phẳng P : x m 1 y 2z m 0 và Q : 2x y 3 0, với m là tham
số thực. Để P và Q vuông góc thì giá trị của m bằng bao nhiêu
A. m 5
Đáp án B
B. m 1
C. m 3
D. m 1
Các vtpt của (P) và (Q) lần lượt là: n1 1; m 1; 2 ,n2 2; 1; 0
Để P Q thì n1.n2 0 1.2 m 1 1 2 .0 0 m 1
Câu 57: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho hai điểm M 0; 1;2 và N 1;1;3 . Một mặt phẳng P đi qua M, N sao cho
khoảng cách từ điểm K 0; 0;2 đến mặt phẳng P đạt giá trị lớn nhất. Tìm tọa độ véctơ
n
pháp tuyến
của mặt phẳng
A. n 1; 1;1
B. n 1;1; 1
C. n 2; 1;1
D. n 2;1; 1
Đáp án B
x t
Ta có MN : y 1 2t . Gọi H t; 1 2t;2 t là hình chiếu vuông góc của K lên MN
z 2 t
1
Khi đó KH t; 1 2t; t .MN 1;2;1 0 t 2 4t t 0 t
3
1 1 7
H ; ; . Ta có d K; P KH dấu “=” xảy ra KH P
3 3 3
1 1 1
1
Khi đó n KH ; ; 1;1; 1
3
3 3 3
Câu 58: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định) Trong không gian tọa độ Oxyz, cho hai
điểm M 2; 3;5 ,N 6; 4; 1 và đặt L MN . Mệnh đề nào sau đây là mệnh đề đúng?
A. L 4; 1; 6
B. L 53
C. L 3 11 D. L 4;1;6
Đáp án B
Ta có MN 4; 1; 6 MN 42 12 62 53
Câu 59: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho mặt phẳng P : x 2y 2z 2 0 và điểm I 1;2; 1 . Viết phương trình mặt cầu
S có tâm I và cắt mặt phẳng P theo giao tuyến là đường tròn có bán kính bằng 5
A. S : x 1 y 2 z 1 25
B. S : x 1 y 2 z 1 16
C. S : x 1 y 2 z 1 34
D. S : x 1 y 2 z 1 34
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Đáp án D
Khoảng cách từ tâm I đến mặt phẳng P là d d I; P 3
Ta có R r 2 d2 52 32 34, với R là abns kính mặt cầu S
Phương trình mặt cầu là: S : x 1 y 2 z 1 34
2
2
2
Câu 60: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định)Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
mặt phẳng chwusa hai điểm A 1; 0;1 ,B 1;2;2 và song song với trục Ox có phương
trình là
A. y 2z 2 0
Đáp án A
B. x 2z 3 0
C. 2y z 1 0
D. x y z 0
Trục Ox có vecto chỉ phương là u 1; 0; 0 và AB 2;2;1
0 0 0 1 1 0
Mà P chứa A, B và P / /Ox n P u; AB
;
;
0; 1;2
2 1 1 -2 2 2
Vậy phương trình mặt phẳng P là y 2z 2 0
Câu 61: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho đường thẳng d vuông góc với mặt phẳng P : 4x z 3 0. Véc-tơ nào dưới đây là
một véctơ chỉ phương của đường thẳng d?
A. u1 4;1; 1
B. u2 4; 1;3
C. u3 4; 0; 1
D. u4 4;1;3
Đáp án C
Vì d P suy ra ud n P 4; 0; 1
Câu 62: (Chuyên Lê Hồng Phong-Nam Định) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,
cho ba điểm A a; 0; 0 ,B 0; b; 0 ,C 0; 0; c với a,b,c là các số thực dương thay đổi tùy
ý sao cho a2 b2 c2 3. Khoảng cách từ O đến mặt phẳng
ABC lớn nhất bằng
1
3
Đáp án C
A.
B. 3
C.
1
3
D. 1