Đang xem: Công thức tính nhanh khoảng cách
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 1:
CÁCH XÁC ĐỊNH NHANH TOẠ ĐỘ TÂM ĐƯỜNG TRÒN NỘI TIẾP TAM GIÁC TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
Bài viết này lingocard.vn trình bày cho các em một công thức xác định nhanh toạ độ tâm của đường tròn nội tiếp tam giác trong bài toán Hình giải tích không gian Oxyz.
Chú ý với I là tâm nội tiếp tam giác ABC ta có đẳng thức véctơ sau đây:
Chuyển qua toạ độ trong không gian Oxyz, ta có thể xác định được nhanh toạ độ điểm I như sau:
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 2
XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH NGOẠI TIẾP TAM GIÁC
Ta đã biết công thức từ chương trình hệ thức lượng Hình học Toán 10 như sau:
Ta biết được rằng
trong đó $a,b,c$ là độ dài ba cạnh tam giác và $S$ là diện tích tam giác.
Áp dụng trong hình toạ độ không gian $Oxyz,$ ta được
ight|}.>
trong đó tất cả các phép toán có trong công thức trên hoàn toàn bấm trực tiếp bằng máy tính.
Câu 1. Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho ba điểm $A(2;0;-1),B(1;-2;3),C(0;1;2).$ Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác $ABC.$
A. $frac{7sqrt{11}}{10}.$
B. $frac{7sqrt{11}}{5}.$
C. $frac{11sqrt{7}}{10}.$
D. $frac{11sqrt{7}}{5}.$
Giải.
Ta có $AB=sqrt{21},BC=sqrt{11},CA=sqrt{14},{{S}_{ABC}}=frac{1}{2}left| left< overrightarrow{AB},overrightarrow{AC}
ight>
ight|=5sqrt{frac{3}{2}}.$
Vì vậy
Chọn đáp án A.
*Chú ý. Thao tác tất cả bằng máy tính, kết quả $Rapprox 2,3216375$ lẻ sau đó Bình phương kết quả ta được ${{R}^{2}}=frac{539}{100}Rightarrow R=frac{7sqrt{11}}{10}.$
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 3
XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ HÌNH CHIẾU CỦA MỘT ĐIỂM LÊN CÁC TRỤC TOẠ ĐỘ, MẶT PHẲNG TOẠ ĐỘ
• Xét điểm $M({{x}_{0}};{{y}_{0}};{{z}_{0}})$ khi đó toạ độ hình chiếu vuông góc của $M$ lên các trục toạ độ $Ox,Oy,Oz$ lần lượt là $A({{x}_{0}};0;0),B(0;{{y}_{0}};0),C(0;0;{{z}_{0}}).$
• Xét điểm $M({{x}_{0}};{{y}_{0}};{{z}_{0}})$ khi đó toạ độ hình chiếu vuông góc của $M$ lên các mặt phẳng toạ độ $(Oxy),(Oyz),(Ozx)$ lần lượt là $A({{x}_{0}};{{y}_{0}};0),B(0;{{y}_{0}};{{z}_{0}}),C({{x}_{0}};0;{{z}_{0}}).$
Ví dụ 1. Viết phương trình mặt phẳng đi qua các hình chiếu vuông góc của $M(3;2;6)$ trên các trục toạ độ $Ox,Oy,Oz.$
Giải. Ta có $A(3;0;0),B(0;2;0),C(0;0;6)Rightarrow (ABC):frac{x}{3}+frac{y}{2}+frac{z}{6}=1.$
Ví dụ 2. Viết phương trình mặt phẳng đi qua các hình chiếu vuông góc của $M(1;2;3)$ trên các mặt phẳng toạ độ $(Oxy),(Oyz),(Ozx).$
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 4
XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ ĐIỂM ĐỐI XỨNG QUA ĐƯỜNG THẲNG, MẶT PHẲNG
• Xét điểm $M({{x}_{0}};{{y}_{0}};{{z}_{0}})$ và mặt phẳng $(P):ax+by+cz+d=0.$
Điểm $N(x;y;z)$ đối xứng với $M$ qua mặt phẳng $(P)$ có toạ độ là nghiệm của hệ
*Chú ý. Trong hệ phương trình trên hoặc a = 0 hoặc b = 0 hoặc c = 0 thì tương ứng x =x0 hoặc y =y0 hoặc z =z0.
• Toạ độ điểm $N(x;y;z)$ là hình chiếu vuông góc của điểm $M({{x}_{0}};{{y}_{0}};{{z}_{0}})$ và mặt phẳng $(P):ax+by+cz+d=0$ là
Ví dụ 1.Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho mặt phẳng $(P):2x-3y+5z-4=0$ và kí hiệu $(Q)$ là mặt phẳng đối xứng với mặt phẳng $(P)$ qua mặt phẳng $(Oxz).$ Hỏi phương trình của mặt phẳng $(Q)$ là ?
A. $(Q):2x+3y+5z-4=0.$
C. $(Q):2x+3y+5z+4=0.$
B. $(Q):2x-3y+5z+4=0.$
D. $(Q):2x-3y+5z-4=0.$
Giải. Xét điểm $M({{x}_{0}};{{y}_{0}};{{z}_{0}})in (P),N(x;y;z)$ là điểm đối xứng của $M$ qua $(Oxz),$ ta có $(Ozx):y=0Rightarrow left{ egin{align} & x={{x}_{0}} \ & y={{y}_{0}}-frac{2{{y}_{0}}}{sqrt{{{1}^{2}}}}=-{{y}_{0}} \ & z={{z}_{0}} \ end{align}
ight..$
Thay vào phương trình của $(P),$ ta được: $2x-3(-y)+5z-4=0Rightarrow (Q):2x+3y+5z-4=0.$ Chọn đáp án A.
Ví dụ 2. Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho mặt phẳng $(P):x+2y+3z+4=0.$ Biết $M,N$ là hai điểm đối xứng với nhau qua mặt phẳng $(P)$ và $M$ thuộc mặt cầu $(T):{{x}^{2}}+{{(y+4)}^{2}}+{{z}^{2}}=5.$ Hỏi điểm $N$ thuộc mặt cầu nào dưới đây ?
A. $(S):{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}-frac{8}{7}x+frac{40}{7}y-frac{24}{7}z+frac{45}{7}=0.$
B. $(S):{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}-frac{8}{7}x-frac{40}{7}y-frac{24}{7}z+frac{45}{7}=0.$
C. $(S):{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}+frac{8}{7}x+frac{40}{7}y+frac{24}{7}z+frac{45}{7}=0.$
D. $(S):{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}+frac{8}{7}x-frac{40}{7}y+frac{24}{7}z+frac{45}{7}=0.$
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 5
MẶT PHẲNG PHÂN GIÁC CỦA HAI MẶT PHẲNG GIAO NHAU
Xét hai mặt phẳng $(alpha ):{{a}_{1}}x+{{b}_{1}}y+{{c}_{1}}z+{{d}_{1}}=0,(eta ):{{a}_{2}}x+{{b}_{2}}y+{{c}_{2}}z+{{d}_{2}}=0.$
Khi đó phương trình mặt phẳng phân giác của góc tạo bởi $(alpha ),(eta )$ là
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 6
VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG PHÂN GIÁC TRONG VÀ NGOÀI CỦA TAM GIÁC
Xét tam giác $ABC,$ khi đó đường phân giác trong góc $A$ có véctơ chỉ phương là
Ngược lại, đường phân giác ngoài góc $A$ có véctơ chỉ phương là
Ví dụ 1.
Xem thêm: luận văn bản đồ chiến lược
Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho tam giác $ABC$ với $A(1;-2;1),B(-2;2;1),C(1;-2;2).$ Hỏi đường phân giác trong của góc $A$ của tam giác $ABC$ cắt mặt phẳng $(Oyz)$ tại điểm nào sau đây ?
A. $left( 0;-frac{4}{3};frac{8}{3}
ight).$
B. $left( 0;-frac{2}{3};frac{4}{3}
ight).$
C. $left( 0;-frac{2}{3};frac{8}{3}
ight).$
D. $left( 0;frac{2}{3};-frac{8}{3}
ight).$
Giải.
Ta có véctơ chỉ phương của phân giác trong góc $A$ là x$egin{gathered} overrightarrow u = frac{1}{{AB}}overrightarrow {AB} + frac{1}{{AC}}overrightarrow {AC} = frac{1}{{sqrt {{{( – 3)}^2} + {4^2} + {0^2}} }}left( { – 3;4;0}
ight) + frac{1}{{sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} }}(0;0;1) = left( { – frac{3}{5};frac{4}{5};1}
ight) hfill \ Rightarrow AM:left{ egin{gathered} x = 1 – frac{3}{5}t hfill \ y = – 2 + frac{4}{5}t hfill \ z = 1 + t hfill \ end{gathered}
ight. cap (Oyz):x = 0 Rightarrow t = frac{5}{3} Rightarrow Mleft( {0; – frac{2}{3};frac{8}{3}}
ight). hfill \ end{gathered} $
Chọn đáp án C.
Lời giải chi tiết. Có $A(1;1;1)=dcap Delta .$ Đường thẳng $d$ có véctơ chỉ phương $overrightarrow{{{u}_{1}}}(3;4;0).$ Đường thẳng $Delta $ có véctơ chỉ phương $overrightarrow{{{u}_{2}}}(-2;1;2).$ Có $overrightarrow{{{u}_{1}}}overrightarrow{{{u}_{2}}}=-6+4=-2{{90}^{0}}.$
Do đó phân giác của góc nhọn $d$ và $Delta $ sẽ đi qua $A$ và có véctơ chỉ phương
Đối chiếu các đáp án chọn D.
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 8:
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 9:
Điểm $I$ được gọi là tâm tỉ cự của hệ điểm ${A}_{1}$,…,${A}_{n}$.
Toạ độ điểm $I$ được xác định bởi công thức:
(egin{array}{l} {x_I} = dfrac{{{a_1}{x_{{A_1}}} + {a_2}{x_{{A_2}}} + … + {a_n}{x_{{A_n}}}}}{{{a_1} + {a_2} + … + {a_n}}}\ {y_I} = dfrac{{{a_1}{y_{{A_1}}} + {a_2}{y_{{A_2}}} + … + {a_n}{y_{{A_n}}}}}{{{a_1} + {a_2} + … + {a_n}}}\ {z_I} = dfrac{{{a_1}{z_{{A_1}}} + {a_2}{z_{{A_2}}} + … + {a_n}{z_{{A_n}}}}}{{{a_1} + {a_2} + … + {a_n}}} end{array})
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 11
XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ TÂM ĐƯỜNG TRÒN NGOẠI TIẾP, TÂM ĐƯỜNG TRÒN NỘI TIẾP, TRỰC TÂM VÀ TRỌNG TÂM CỦA MỘT TAM GIÁC
Dạng 1: Xác định số đo góc của một tam giác
Câu 1. Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho các điểm $A(-1;2;4),B(-1;1;4),C(0;0;4).$ Số đo của góc $angle ABC$ là ?
A. ${{135}^{0}}.$
B. ${{45}^{0}}.$
C. ${{60}^{0}}.$
D. ${{120}^{0}}.$
Giải.Ta có $overrightarrow{BA}=(0;1;0),overrightarrow{BC}=(1;-1;0)$ vì vậy $cos angle ABC=frac{overrightarrow{BA}.overrightarrow{BC}}{BA.BC}=frac{0.1+1.(-1)+0.0}{sqrt{{{1}^{2}}}.sqrt{{{1}^{2}}+{{(-1)}^{2}}}}=-frac{1}{sqrt{2}}Rightarrow angle ABC={{135}^{0}}.$ Chọn đáp án A.
Dạng 2: Xác định tâm đường tròn ngoại tiếp của tam giác
Tâm ngoại tiếp $I$ của tam giác $ABC$ là điểm thuộc mặt phẳng $(ABC)$ và cách đều các đỉnh của tam giác. Vì vậy để tìm toạ độ tâm ngoại tiếp $I$ của tam giác $ABC$ chúng ta giải hệ phương trình:
ight..>
Câu 1. Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho các điểm $A(1;2;-1),B(2;3;4),C(3;5;-2).$ Tìm toạ độ tâm đường tròn ngoại tiếp $I$ của tam giác $ABC.$
A. $Ileft( frac{5}{2};4;1
ight).$
B. $Ileft( frac{37}{2};-7;0
ight).$
C. $Ileft( -frac{27}{2};15;2
ight).$
D. $Ileft( 2;frac{7}{2};-frac{3}{2}
ight).$
Giải. Toạ độ tâm ngoại tiếp $I$ của tam giác $ABC$ là nghiệm của hệ <egin{gathered} left{ egin{gathered} IA = IB hfill \ IA = IC hfill \ left< {overrightarrow {AB} ,overrightarrow {AC} }
ight>.overrightarrow {IA} = 0 hfill \ end{gathered}
ight. Leftrightarrow left{ egin{gathered} {(x – 1)^2} + {(y – 2)^2} + {(z + 1)^2} = {(x – 2)^2} + {(y – 3)^2} + {(z – 4)^2} hfill \ {(x – 1)^2} + {(y – 2)^2} + {(z + 1)^2} = {(x – 3)^2} + {(y – 5)^2} + {(z + 2)^2} hfill \ ( – 16;11;1).(x – 1;y – 2;z + 1) = 0 hfill \ end{gathered}
ight. hfill \ Leftrightarrow left{ egin{gathered} 2x + 2y + 10z – 23 = 0 hfill \ 4x + 6y – 2z – 32 = 0 hfill \ – 16(x – 1) + 11(y – 2) + 1(z + 1) = 0 hfill \ end{gathered}
ight. Leftrightarrow left{ egin{gathered} x = frac{5}{2} hfill \ y = 4 hfill \ z = 1 hfill \ end{gathered}
ight. Rightarrow Ileft( {frac{5}{2};4;1}
ight). hfill \ end{gathered} >
Chọn đáp án A.
*Chú ý. Với bài toán đặc biệt này, các bạn có thể nhận biết tam giác ABC vuông tại A, do đó tâm ngoại tiếp I là trung điểm cạnh huyền BC.
Dạng 3: Xác định toạ độ trực tâm của tam giác
Trực tâm $H$ là điểm nằm trên mặt phẳng $(ABC)$ và có tính chất vuông góc như sau $HAot BC,HBot CA,HCot AB.$
Do vậy toạ độ trực tâm $H$ là điểm nằm trên mặt phẳng $(ABC)$ là nghiệm của hệ phương trình
ight..>
Câu 1. Trong không gian với hệ toạ độ $Oxyz,$ cho các điểm $A(2;3;1),B(-1;2;0),C(1;1;-2).$ Tìm toạ độ trực tâm $H$ của tam giác $ABC.$
A. $Hleft( frac{14}{15};frac{61}{30};-frac{1}{3}
ight).$
B. $Hleft( frac{2}{5};frac{29}{15};-frac{1}{3}
ight).$
C. $Hleft( frac{2}{15};frac{29}{15};-frac{1}{3}
ight).$
D. $Hleft( frac{14}{15};frac{61}{15};-frac{1}{3}
ight).$
Giải. Toạ độ trực tâm $H$ là điểm nằm trên mặt phẳng $(ABC)$ là nghiệm của hệ phương trình
<egin{gathered} left{ egin{gathered} overrightarrow {AB} .overrightarrow {HC} = 0 hfill \ overrightarrow {AC} .overrightarrow {HB} = 0 hfill \ left< {overrightarrow {AB} ,overrightarrow {AC} }
ight>.overrightarrow {HA} = 0 hfill \ end{gathered}
ight. Leftrightarrow left{ egin{gathered} ( – 3; – 1; – 1).(x – 1;y – 1;z + 2) = 0 hfill \ ( – 1; – 2; – 3).(x + 1;y – 2;z) = 0 hfill \ (1; – 8;5).(x – 2;y – 3;z – 1) = 0 hfill \ end{gathered}
ight. hfill \ Leftrightarrow left{ egin{gathered} – 3(x – 1) – 1(y – 1) – 1(z + 2) = 0 hfill \ – 1(x + 1) – 2(y – 2) – 3z = 0 hfill \ 1(x – 2) – 8(y – 3) + 5(z – 1) = 0 hfill \ end{gathered}
ight. Leftrightarrow left{ egin{gathered} x = frac{2}{{15}} hfill \ y = frac{{29}}{{15}} hfill \ z = – frac{1}{3} hfill \ end{gathered}
ight.. hfill \ end{gathered} >
Chọn đáp án C.
CÔNG THỨC TÍNH NHANH 12
XÁC ĐỊNH TOẠ ĐỘ TÂM VÀ BÁN KÍNH MẶT CẦU NGOẠI TIẾP MỘT TỨ DIỆN VUÔNG
Xem tại bài viết này:https://lingocard.vn/tin-tuc/tim-phuong-trinh-hinh-chieu-vuong-goc-cua-mot-duong-thang-len-mat-phang-hinh-oxyz-4368.html
Xem tại bài viết này:https://lingocard.vn/tin-tuc/tong-hop-tat-ca-cac-bai-toan-ve-tam-giac-trong-hinh-giai-tich-khong-gian-oxyz-bien-soan-thay-dang-thanh-nam-3296.html
Hẹn gặp quý thầy cô cùng các em trong bài viết Công thức giải nhanh Hình giải tích Oxyz (phần 2)
Bốn khoá học X trong góiCOMBO X 2020có nội dung hoàn toàn khác nhau và có mục đich bổ trợ cho nhau giúp thí sinh tối đa hoá điểm số.
Xem thêm: Bài Tiểu Luận Thực Trạng Xuất Khẩu Nông Sản Việt Nam Thực Trạng Và Giải Pháp
Quý thầy cô giáo, quý phụ huynh và các em học sinh có thể muaCombogồm cả 4 khoá học cùng lúc hoặc nhấn vào từng khoá học để mua lẻ từng khoá phù hợp với năng lực và nhu cầu bản thân.