Toán 12 Bài 7 (Kết nối tri thức): Hệ trục toạ độ trong không gian
Với giải bài tập Toán lớp 12 Bài 7: Hệ trục toạ độ trong không gian sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 12 Bài 7.
Giải Toán 12 Bài 7: Hệ trục toạ độ trong không gian
1. Hệ trục tọa độ trong không gian
a) Gọi tên các mặt phẳng tọa độ có trong Hình 2.35.
b) Các mặt phẳng tọa độ trong Hình 2.35 có đôi một vuông góc với nhau không?
Lời giải:
a) Các mặt phẳng có trong hình vẽ là: Mặt phẳng (Oxy), (Oyz), (Ozx).
b) Vì , Ox và Oz cắt nhau tại O và nằm trong mặt phẳng (Oxz) nên . Mà
Chứng minh tương tự ta có:
Vậy ba mặt phẳng (Oxy), (Oyz), (Ozx) đôi một vuông góc với nhau.
Lời giải:
Góc căn phòng trong Hình 2.34 gợi lên hình ảnh về hệ trục tọa độ Oxyz trong không gian.
Mô tả: Hệ tọa độ Oxyz có:
+ Mặt phẳng (Oxy) là sàn nhà, hai mặt phẳng (Oyz), (Ozx) hai bức tường. Khi đó, ba mặt phẳng đôi một vuông góc với nhau.
+ Gốc tọa độ O (trùng với một góc phòng) là giao điểm của ba trục Ox, Oy, Oz.
Lời giải:
Vì ABCD. A’B’C’D’ là hình hộp chữ nhật nên các cạnh CC’, CB và CD đôi một vuông góc với nhau.
Các vectơ cùng có điểm đầu là C.
Do đó, suy ra có thể lập một hệ tọa độ Oxyz có gốc O trùng với đỉnh C và các vectơ lần lượt cùng hướng với các vectơ .
2. Tọa độ của điểm, tọa độ của vectơ trong không gian
a) Hai vectơ và có bằng nhau hay không?
b) Giải thích vì sao có thể viết với x, y, z là các số thực.
Lời giải:
a) Vì OADB.CFME là hình hộp chữ nhật nên theo quy tắc hình hộp ta có:
b) Vì là vectơ đơn vị trên trục Ox nên với x là số thực.
Vì là vectơ đơn vị trên trục Oy nên với y là số thực.
Vì là vectơ đơn vị trên trục Oz nên với z là số thực.
Do đó, với x, y, z là các số thực.
Luyện tập 2 trang 62 Toán 12 Tập 1: Tìm tọa độ của điểm N trong Hình 2.39.
Lời giải:
Ta có: . Do đó, N(2; 5; 4).
Luyện tập 3 trang 62 Toán 12 Tập 1: Trong Ví dụ 3, hãy xác định tọa độ của các điểm B, D và C’.
Lời giải:
Theo Ví dụ 3 ta có: .
Vì ABB’O là hình bình hành nên . Do đó, B(0; 3; 5)
Vì OB’C’D’ là hình bình hành nên . Do đó, C’(2; 3; 0)
Vì ADD’A’ là hình bình hành nên . Do đó, D(2; 0; 5)
Trong Hình 2.34, một chiếc bóng đèn cách sàn nhà là 2m, cách hai bức tường lần lượt là 1m và 1,5m.
Lời giải:
Mô tả: Hệ tọa độ Oxyz có:
+ Mặt phẳng (Oxy) là sàn nhà, hai mặt phẳng (Oyz), (Ozx) hai bức tường. Khi đó, ba mặt phẳng đôi một vuông góc với nhau.
+ Gốc tọa độ O (trùng với một góc phòng) là giao điểm của ba trục Ox, Oy, Oz.
Khi đó, bóng đèn có tọa độ (1,5; 1; 2).
Lời giải:
Theo khái niệm tọa độ trong không gian ta có: . Mà nên . Do đó, có bộ ba số (x; y; z) sao cho .
Luyện tập 4 trang 63 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, hãy xác định tọa độ của vectơ .
Lời giải:
Tọa độ của vectơ là .
HĐ4 trang 63 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho hai điểm và .
a) Hãy biểu diễn hai vectơ và qua các vectơ và .
b) Xác định tọa độ của vectơ .
Lời giải:
a) Ta có: ,
b) Ta có:
Do đó, .
Lời giải:
Gọi tọa độ của điểm D là (x; y; z), tọa độ của D’ là , khi đó và .
Để ABCD.A’B’C’D’ là hình hộp thì ABCD là hình bình hành.
Do đó, . Suy ra
Để ABCD.A’B’C’D’ là hình hộp thì A’B’C’D’ là hình bình hành.
Do đó, . Suy ra
Lời giải:
Quãng đường máy bay bay được với vận tốc 890km/h trong nửa giờ là:
Vì máy bay duy trì hướng bay về phía nam nên tọa độ của vectơ biểu diễn độ dịch chuyển của chiếc máy bay trong nửa giờ đó với hệ tọa độ đã chọn là (0; 445; 0).
Bài tập
Bài 2.13 trang 64 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, cho ba vectơ , , đều khác và có giá đôi một vuông góc. Những mệnh đề nào sau đây là đúng?
a) Có thể lập được một hệ tọa độ Oxyz có các trục tọa độ lần lượt song song với giá của các vectơ , , .
b) Có thể lập được một hệ tọa độ Oxyz có các trục tọa độ lần lượt trùng với giá của các vectơ , , .
c) Có thể lập được một hệ tọa độ Oxyz có các vectơ lần lượt bằng các vectơ , , .
d) Có thể lập được một hệ tọa độ Oxyz có các vectơ lần lượt cùng phương các vectơ , , .
Lời giải:
Cả 4 câu đều đúng.
Lời giải:
Hình vẽ phù hợp với mô tả:
Bài 2.15 trang 65 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, xác định tọa độ của vectơ trong mỗi trường hợp sau:
a) và ;
b) và ;
c) và .
Lời giải:
a)
b)
c)
Bài 2.16 trang 65 Toán 12 Tập 1: Trong không gian Oxyz, xác định tọa độ của điểm A trong mỗi trường hợp sau:
a) A trùng với gốc tọa độ;
b) A nằm trên tia Ox và ;
c) A nằm trên tia đối của tia Oy và .
Lời giải:
a) A trùng với gốc tọa độ nên A(0; 0; 0).
b) Vì A nằm trên tia Ox và nên . Do đó, A(2; 0; 0).
c) Vì A nằm trên tia đối của tia Oy và nên . Do đó, .
Lời giải:
Vì A trùng gốc O nên A(0; 0; 0).
Vì D thuộc tia Ox nên hai vectơ và cùng hướng. Do đó, tồn tại số thực m sao cho . Mà D(2; 0; 0) nên .
Vì B thuộc tia Oy nên hai vectơ và cùng hướng. Do đó, tồn tại số thực n sao cho . Mà B(0; 4; 0) nên
Vì A’ thuộc tia Oz nên hai vectơ và cùng hướng. Do đó, tồn tại số thực p sao cho . Mà A’(0; 0; 3) nên .
Vì ODCB là hình bình hành nên . Do đó, C(2; 4; 0).
Vì OA’B’B là hình bình hành nên . Do đó, B’(0; 4; 3).
Vì OA’D’D là hình bình hành nên . Do đó, D’(2; 0; 3).
Vì ABCD. A’B’C’D’ là hình hộp chữ nhật nên theo quy tắc hình hộp ta có:
. Do đó, C’(2; 4; 3).
a) Xác định tọa độ của điểm C.
b) Xác định các tọa độ đỉnh còn lại của hình hộp.
Lời giải:
a) Ta có: O(0; 0; 0)
Vì OABC.O’A’B’C’ là hình hộp nên AOBC là hình bình hành. Do đó:
b) Vì OABC.O’A’B’C’ là hình hộp nên
Lời giải:
Khi máy bay di chuyển trên đường băng, tức là máy bay di chuyển ở trên mặt đất, tức là thuộc mặt phẳng (Oxy). Do đó, máy bay khi di chuyển trên đường băng thì tọa độ của nó luôn có dạng (x; y; 0) với x, y là hai số thực nào đó.
Xem thêm các bài giải sách giáo khoa Toán 12 bộ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 8: Tính đơn điệu và cực trị của hàm số
Bài tập cuối chương 2 trang 73, 74
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn 12 Kết nối tri thức (hay nhất)
- Văn mẫu 12 - Kết nối tri thức
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 12 – Kết nối tri thức
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 12 - Kết nối tri thức
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn 12 – Kết nối tri thức
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn 12 – Kết nối tri thức
- Bài tập Tiếng Anh 12 Global success theo Unit có đáp án
- Giải sgk Tiếng Anh 12 - Global success
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 12 Global success đầy đủ nhất
- Trọn bộ Ngữ pháp Tiếng Anh 12 Global success đầy đủ nhất
- Giải sbt Tiếng Anh 12 – Global Success
- Giải sgk Vật lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Vật lí 12 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Vật lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Vật lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Hóa học 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Hóa 12 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Hóa 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Hóa 12 – Kết nối tri thức
- Chuyên đề dạy thêm Hóa 12 cả 3 sách (chương trình mới 2025)
- Giải sgk Sinh học 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Sinh học 12 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Sinh học 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Sinh học 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Lịch sử 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Lịch sử 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Lịch sử 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Địa lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Địa lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Địa lí 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Tin học 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Tin học 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Tin học 12 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Tin học 12 - Kết nối tri thức
- Giải sgk Công nghệ 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Kinh tế pháp luật 12 – Kết nối tri thức
- Giải Chuyên đề học tập Kinh tế pháp luật 12 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Kinh tế pháp luật 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 – Kết nối tri thức