[Giải Toán 12 Chân Trời Sáng Tạo] Giải Toán 12 Chân Trời Sáng Tạo Bài 2 Chương 5 Phương Trình Đường Thẳng Trong Không Gian

Bài học: Phương trình đường thẳng trong không gian (Giải Toán 12 Chân trời sáng tạo) 1. Tổng quan về bài học

Bài học này tập trung vào việc tìm hiểu và vận dụng các phương pháp xác định phương trình đường thẳng trong không gian ba chiều. Chúng ta sẽ khám phá các dạng phương trình khác nhau của đường thẳng, bao gồm phương trình tham số, phương trình chính tắc và cách chuyển đổi giữa chúng. Mục tiêu chính là giúp học sinh nắm vững các khái niệm cơ bản về đường thẳng trong không gian và áp dụng linh hoạt vào việc giải quyết các bài toán liên quan.

2. Kiến thức và kỹ năng

Sau khi hoàn thành bài học, học sinh sẽ có khả năng:

Hiểu rõ khái niệm đường thẳng trong không gian. Xác định được phương trình tham số của đường thẳng khi biết một điểm thuộc đường thẳng và một vectơ chỉ phương. Viết được phương trình chính tắc của đường thẳng khi biết hai điểm thuộc đường thẳng. Chuyển đổi giữa phương trình tham số và phương trình chính tắc của đường thẳng. Áp dụng các phương trình đường thẳng để giải quyết các bài toán liên quan đến vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng, điểm thuộc đường thẳng. Vận dụng kiến thức về vectơ trong không gian. 3. Phương pháp tiếp cận

Bài học sẽ được tổ chức theo trình tự logic, bắt đầu từ các khái niệm cơ bản về đường thẳng trong không gian và dần dần đi sâu vào các dạng phương trình khác nhau.

Khởi động : Bài học sẽ bắt đầu bằng việc ôn lại kiến thức về vectơ trong không gian, các khái niệm về điểm, đường thẳng, mặt phẳng. Giảng bài : Giáo viên sẽ trình bày lý thuyết, minh họa bằng các ví dụ cụ thể, giải thích rõ ràng cách xác định phương trình đường thẳng trong các trường hợp khác nhau. Thực hành : Học sinh sẽ được thực hành giải các bài tập, từ dễ đến khó, nhằm củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng. Thảo luận : Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh thảo luận nhóm, trao đổi ý kiến, giúp học sinh hiểu sâu hơn về bài học. Ứng dụng : Bài học sẽ kết thúc bằng việc áp dụng kiến thức vào các bài toán thực tế liên quan đến đường thẳng trong không gian. 4. Ứng dụng thực tế

Kiến thức về phương trình đường thẳng trong không gian có nhiều ứng dụng thực tế trong:

Kỹ thuật xây dựng : Xác định vị trí của các cấu trúc, đường ống trong không gian.
Thiết kế máy móc : Xác định quỹ đạo của các bộ phận chuyển động.
Hệ thống định vị : Xác định vị trí của các điểm trong không gian ba chiều.

5. Kết nối với chương trình học

Bài học này là một phần quan trọng trong chương trình Giải tích 12, giúp học sinh chuẩn bị cho việc học các chương tiếp theo về mặt phẳng, mặt cầu, các bài toán hình học không gian phức tạp hơn. Nó dựa trên kiến thức về vectơ, hệ tọa độ không gian đã được học ở các chương trước.

6. Hướng dẫn học tập Đọc trước bài : Học sinh nên đọc trước phần lý thuyết trong sách giáo khoa để nắm bắt nội dung chính. Ghi chú : Ghi lại các công thức, định nghĩa, ví dụ quan trọng. Làm bài tập : Thực hành giải các bài tập trong sách giáo khoa và bài tập bổ sung. Tìm hiểu thêm : Học sinh có thể tìm kiếm thêm thông tin trên internet hoặc các tài liệu tham khảo khác. Hỏi đáp : Học sinh nên hỏi giáo viên hoặc bạn bè khi gặp khó khăn trong việc hiểu bài hoặc giải bài tập. Thảo luận nhóm : Thảo luận với bạn bè để cùng nhau giải quyết các bài toán khó. * Sử dụng phần mềm : Sử dụng các phần mềm đồ họa để hình dung đường thẳng trong không gian. Từ khóa liên quan (40 từ khóa):

Phương trình đường thẳng, phương trình tham số, phương trình chính tắc, vectơ chỉ phương, vectơ pháp tuyến, không gian ba chiều, điểm thuộc đường thẳng, vị trí tương đối đường thẳng, vị trí tương đối đường thẳng và mặt phẳng, hệ tọa độ Oxyz, hình học không gian, giải toán 12, chân trời sáng tạo, chương 5, bài 2, toán học, vectơ, điểm, đường thẳng, mặt phẳng, phương trình, tham số, chính tắc, chuyển đổi, áp dụng, giải bài tập, ví dụ, bài toán, thực hành, ôn tập, củng cố, kiến thức, kỹ năng, ứng dụng, kỹ thuật, thiết kế, hệ thống, định vị, chương trình, sách giáo khoa.

Câu 1. Viết phương trình tham số của đường thẳng $a$ trong mỗi trường hợp sau:

a) Đường thẳng $a$ đi qua điểm $M\left( {0; – 2; – 3} \right)$ và có vectơ chỉ phương $\vec a = \left( {1; – 5;0} \right)$.

b) Đường thẳng $a$ đi qua hai điểm $A\left( {0;0;2} \right)$ và $B\left( {3; – 2;5} \right)$.

Lời giải

Câu 2. Viết phương trình chính tắc của đường thẳng $b$ trong mỗi trường hợp sau:

a) Đường thẳng $b$ đi qua điểm $M\left( {1; – 2; – 3} \right)$ và có vectơ chỉ phương $\vec a = \left( {5; – 3;2} \right)$.

b) Đường thẳng $b$ đi qua hai điểm $A\left( {4;7;1} \right)$ và $B\left( {6;1;5} \right)$.

Lời giải

Câu 3. Cho đường thẳng $d$ có phương trình chính tắc $\frac{{x – 3}}{1} = \frac{{y + 3}}{3} = \frac{{z – 2}}{7}$.

a) Tìm một vectơ chỉ phương của $d$ và một điểm trên $d$.

b) Viết phương trình tham số của $d$.

Lời giải

Câu 4. Trong trò chơi mô phỏng bắn súng $3D$ trong không gian $Oxyz$, một xạ thủ đang ngắm với toạ độ khe ngắm và đầu ruồi lần lượt là $M\left( {3;3;1,5} \right),N\left( {3;4;1,5} \right)$. Viết phương trình tham số của đường ngắm bắn của xạ thủ (xem như đường thẳng $MN$ ).

Hình 19

Lời giải

Câu 5. Xét vị trí tương đối giữa các cặp đường thẳng sau:
a) $d:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 1 + t} \\
{y = – 1 + 2t} \\
{z = – 2 + t}
\end{array}} \right.$ và $d’:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 2 + 2t’} \\
{y = 3 + 4t’} \\
{z = 2t’;}
\end{array}} \right.$
b) $d:\frac{{x – 1}}{1} = \frac{{y – 2}}{2} = \frac{{z – 3}}{2}$ và $d’:\frac{{x – 2}}{1} = \frac{{y – 1}}{5} = \frac{{z – 1}}{1}$.

Lời giải

Câu 6. Viết phương trình tham số của đường thẳng $d$ đi qua điểm $A\left( {1;0;1} \right)$ và song song với đường thẳng $d’:\frac{{x + 1}}{3} = \frac{{y – 1}}{2} = \frac{{z – 1}}{4}$.

Lời giải

Câu 7. Trên phần mềm mô phỏng 3D một máy khoan trong không gian $Oxyz$, cho biết phương trình trục $a$ của mũi khoan và một đường rãnh $b$ trên vật cần khoan (Hình 20) lần lượt là:

$a:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 1} \\
{y = 2} \\
{z = 3t}
\end{array}} \right.$ và $b:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 1 + 4t’} \\
{y = 2 + 2t’} \\
{z = 6.}
\end{array}} \right.$

a) Chứng minh $a,b$ vuông góc và cắt nhau.

b) Tìm giao điểm của $a$ và $b$.

Hình 20

Lời giải

Câu 8. Tính góc giữa hai đường thẳng $d:\frac{{x – 3}}{2} = \frac{{y + 5}}{4} = \frac{{z – 7}}{2}$ và $d’:\frac{{x – 1}}{3} = \frac{{y + 7}}{3} = \frac{{z – 12}}{6}$.

Lời giải

Câu 9. Tính góc giữa đường thẳng $d:\frac{{x + 2}}{2} = \frac{{y + 2}}{2} = \frac{{z – 1}}{1}$ và mặt phẳng $\left( P \right):3y – 3z + 1 = 0$.

Lời giải

Câu 10. Tính góc giữa hai mặt phẳng $\left( P \right):4y + 4z + 1 = 0$ và $\left( {P’} \right):7x + 7z + 2 = 0$.

Lời giải

Câu 11. Trên một cánh đồng điện mặt trời, người ta đã thiết lập sẵn một hệ toạ độ $Oxyz$. Hai tấm pin năng lượng lần lượt nằm trong hai mặt phẳng $\left( P \right):2x + 2z + 1 = 0$ và $\left( {P’} \right):x + z + 7 = 0$.

a) Tính góc giữa $\left( P \right)$ và $\left( {P’} \right)$.

b) Tính góc hợp bởi $\left( P \right)$ và $\left( {P’} \right)$ với mặt đất $\left( Q \right)$ có phương trình $z = 0$.

Hình 21

Lời giải

Câu 12. Cho hình lăng trụ đứng $OBC \cdot O’B’C’$ có đáy là tam giác $OBC$ vuông tại $O$ và có $OB = 3a$, $OC = a,OO’ = 2a$. Tính góc giữa:

a) hai đường thẳng $BO’$ và $B’C$;

b) hai mặt phẳng $\left( {O’BC} \right)$ và $\left( {OBC} \right)$;

c) đường thẳng $B’C$ và mặt phẳng $\left( {O’BC} \right)$.

Lời giải

Giải bài tập những môn khác

Tài liệu môn toán

Tài liệu tin học

Tài liệu Lớp 1

Tài liệu Lớp 2

Tài liệu Lớp 3

Tài liệu Lớp 4

Tài liệu Lớp 5

Trò chơi Powerpoint

Sáng kiến kinh nghiệm