Vị Trí Tương đối Của Hai đường Thẳng Trong Không Gian Chi Tiết

Vị trí tương đối của hai đường thẳng trong không gian

A. Phương pháp giải

Vị trí tương đối giữa đường thẳng d (đi qua M0 và có vectơ chỉ phương u→) và đường thẳng d’ (đi qua M'0 và có vectơ chỉ phương u'→)

- d và d’ cùng nằm trong một mặt phẳng ⇔

- d ≡ d’⇔

- d // d’ ⇔

- d và d’ cắt nhau: ⇔

- d và d’ chéo nhau ⇔

-

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ: 1

Xét vị trí tương đối của các cặp đường thẳng d và d’

A. Song song

B. Trùng nhau

C. Cắt nhau

D. Chéo nhau

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có ) và đi qua M0 (-1;1;-2)

Đường thẳng d’ và đi qua M'0(1;5;4)

Ta có:

Vậy d và d’ cắt nhau..

Chọn C.

Ví dụ: 2

Xác định vị trí tương đối của hai đường thẳng sau:

A. Cắt nhau

B. Trùng nhau

C. Chéo nhau

D. Song song

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có vecto chỉ phương và đi qua M0 (0;1;2)

Đường thẳng d’ có vecto chỉ phương

Nên hai đường thẳng d và d’ song song.

Chọn D.

Ví dụ: 3

Xác định vị trí tương đối của hai đường thẳng sau:

A. Trùng nhau

B. Cắt nhau

C. Song song

D. Chéo nhau

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có vecto chỉ phương ) và qua M0 (0;0;-1)

Đường thẳng d’ có vecto chỉ phương và đi qua M'0(0;9;0)

Ta có:

Vậy d và d’ chéo nhau.

Chọn D.

Ví dụ: 4

Tìm a để hai đường thẳng sau đây song song:

A. a= 2

B. a= -3

C. a= -2

D. a= 4

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d và d’ có vecto chỉ phương lần lượt là

Để d // d’ thì

Khi đó đường thẳng d’ đi qua điểm N (1; 2; 2) và điểm N không thuộc d.

Vậy d // d’ khi và chỉ khi a = 2

Chọn A.

Ví dụ: 5

Xét vị trí tương đối của d và d’ biết: và d’ là giao tuyến của hai mặt phẳng: (P) : 2x – 3y – 3z – 9 = 0 và (P’): x – 2y + z + 3 = 0

A. Trùng nhau

B.Song song

C. Cắt nhau

D. Chéo nhau

Hướng dẫn giải

- Trước hết viết phương trĩnh đường thẳng d’

M’ (x; y; z) thuộc d’ có tọa độ thỏa mãn hệ:

Chọn z = 0 => 1 điểm M’ thuộc d là (27; 15; 0)

Vectơ chỉ phương của d’ là

- đường thẳng d có vecto chỉ phương

Chọn A.

Ví dụ: 6

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz; cho đường thẳng . Khi đó, giá trị của m bằng bao nhiêu thì d1 cắt d2?

A. m= 0

B. m= 1

C. m= -2

D.Đáp án khác

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng d1: đi qua A(1; 0; 1) và nhận vecto làm vecto chỉ phương

+ Đường thẳng d2: đi qua B(0; -2; -m) và nhận vecto làm vecto chỉ phương

+ để hai đường thẳng d1 và d2 cắt nhau thì:

⇔ - 3.( -1) – 1( - 2) + 5( - m- 1) =0 ⇔ 3+ 2- 5m- 5= 0 ⇔ 5m= 0 ⇔ m= 0

Chọn A.

Ví dụ: 7

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz; cho hai đường thẳng . Khẳng định nào sau đây là khẳng định đúng ?

A. Δ cắt d và Δ vuông góc với d.

B. Δ và d chéo nhau, Δ vuông góc với d.

C. Δ cắt d và Δ không vuông góc với d .

D. Δ và d chéo nhưng không vuông góc.

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng d đi qua A( 1; -1; 1) và có vecto chỉ phương .

+ Đường thẳng Δ đi qua điểm B(1; 1; -1) có véctơ chỉ phương là .

+ Ta có

=> Hai vecto vuông góc với nhau. suy ra đường thẳng Δ vuông góc với d.

+ Mặt khác

Suy ra Δ và d chéo nhau.

Chọn B.

Ví dụ: 8

Cho hai đường thẳng . Tìm m để hai đường thẳng đã cho chéo nhau?

A. m ≠ -1

B. m ≠ -10

C. m ≠ 10

D. m ≠ 12

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng d1 đi qua A( 2; 0;-1) và có vecto chỉ phương .

+ Đường thẳng d2 đi qua B( 0; m; - 1) và có vecto chỉ phương

+ Để hai đường thẳng đã cho chéo nhau khi và chỉ khi: ⇔ 10+ m ≠ 0 hay m ≠ -10

Chọn B.