Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau - lớp 11

Đường vuông góc chung và đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau

Cho hai đường thẳng chéo nhau \(a\) và \(b\). Nếu đường thẳng \(\Delta\) vừa cắt vừa vuông góc với cả \(a\) và \(b\) thì \(\Delta\) được gọi là đường vuông góc chung của \(a\) và \(b\).

Người ta chứng minh được có duy nhất một đường vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau cho trước.

Nếu \(\Delta\) cắt \(a\) tại \(M\) và cắt \(b\) tại \(N\) thì đoạn thẳng \(MN\) gọi là đoạn vuông góc chung của \(a\) và \(b\)

Các loại khoảng cách trong không gian Oxyz

Bài 1. Tính khoảng cách từ điểm \(M(2;2;-1)\) đến mặt phẳng \((P): x+2y-2z-12=0\).

Bài 2. Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng:

  1. \((P): 6x+3y+2z-1=0\) và \((Q): x+\dfrac{1}{2}y+\dfrac{1}{3}z+8=0\).
  2. \((P): x+2y-2z-16=0\) và \((Q): x+2y-2z-1=0\).
  3. \((P): x+2y+3z-1=0\) và \((Q): x+2y+3z+6=0\).

Bài 3. Tìm trên trục \(Oz\) điểm \(M\) cách đều điểm \(A(2;3;4)\) và mặt phẳng \((P): 2x+3y+z-17=0\).

Vị trí tương đối giữa mặt phẳng và mặt cầu

Bài 1. Viết phương trình mặt cầu có tâm \(I(1;1;0)\) và cắt mặt phẳng \((P): x+y+z+1=0\) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính \(r=2\).

Bài 2. Xét vị trí tương đối giữa mặt phẳng \((P): 3x+y+2z+1=0\) và mặt cầu \((S): (x-3)^2+(y-2)^2+(z-1)^2=14\).

Bài 3. Cho mặt phẳng \((P): x-2y+2z+24=0\) và mặt cầu \((S): (x-1)^2+(y-2)^2+(z-3)^2=9\). Khẳng định nào sau đây đúng?

Viết phương trình tiếp diện của mặt cầu

Bài 1. Viết phương trình mặt phẳng \((P)\) đi qua \(A(3;-1;4)\) biết \((P)\) song song với \((Q): 2x-y+z+3=0\).

Bài 2. Viết phương trình mặt phẳng \((P)\) song song với \((Q): x-2y-2z+3=0\) và cách \((Q)\) một khoảng bằng \(6\).

Bài 3. Viết phương trình mặt phẳng \((Q)\) tiếp xúc với mặt cầu \((S): x^2+y^2+z^2+2x-4y-6z+5=0\) và song song với mặt phẳng \((P): 2x-y+2z-11=0\).

Bài 4. Viết phương trình mặt cầu tâm \(I(1;2;3)\) biết nó tiếp xúc với mặt phẳng \(x-2y+2z+3=0\).

Khoảng cách từ điểm đến đường thẳng trong không gian Oxyz

Công thức khoảng cách từ điểm đến đường thẳng

Cho đường thẳng \(\Delta\) đi qua điểm \(M\) và có một vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{u}\). Khoảng cách từ điểm \(A\) đến \(\Delta\) là \[\mathrm{d}(A, \Delta)=\dfrac{\left|\left[\overrightarrow{MA}, \overrightarrow{u}\right]\right|}{\left|\overrightarrow{u}\right|}.\]

Bài tập

Bài 1. Tính khoảng cách từ điểm \(A(3;1;0)\) đến đường thẳng \(\Delta: \dfrac{x-1}{-2}=\dfrac{x-3}{1}=\dfrac{z}{2}\).

Khoảng cách - hình học 11

Ví dụ 1. Cho hình chóp đều $S.ABC$ có $SA=\dfrac{2}{\sqrt{3}}a$, $AB=a$, $O$ là trọng tâm tam giác $ABC$.

  1. Tính khoảng cách từ $S$ đến $(ABC)$.
  2. Tính khoảng cách từ $A$ đến $SB$.
  3. Tính khoảng cách từ $O$ đến $(SBC)$.
  4. Tính khoảng cách từ $A$ đến $(SBC)$.

Ví dụ 2. Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy là tam giác vuông tại \(B\), \(SA \perp (ABC)\), \(SA=a\), \(AB=a\sqrt{3}\). Tính khoảng cách từ \(A\) đến \((SBC)\).