Giải bài 7 trang 100 – SGK môn Hình học lớp 12
Trong không gian Oxyz cho hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) có phương trình
\({{d}_{1}}:\left\{ \begin{aligned} & x=1-t \\ & y=t \\ & z=-t \\ \end{aligned} \right. \) và \( {{d}_{2}}:\left\{ \begin{aligned} & x=2t' \\ & y=-1+t' \\ & z=t' \\ \end{aligned} \right. \)
a) Chứng minh rằng hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) chéo nhau.
b) Viết phương trình mặt phẳng \((\alpha)\) chứa \(d_1\) và song song với \(d_2\).
a) \(\overrightarrow{{{u}_{{{d}_{1}}}}}=\left( -1;1;-1 \right)\ne k\overrightarrow{{{u}_{{{d}_{2}}}}}=\left( 2;1;1 \right)\)
Nên hai đường thẳng hoặc cắt nhau hoặc chéo nhau.
Xét hệ phương trình
\(\left\{ \begin{aligned} & 1-t=2t' \\ & t=-1+t' \\ & -t=t' \\ \end{aligned} \right. \\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned} & t+2t'=1\,\left( 1 \right) \\ & t-t'=-1\,\left( 2 \right) \\ & t+t'=0\,\left( 3 \right) \\ \end{aligned} \right. \)
Từ (1) và (2) ta được \( \left\{ \begin{aligned} & t=-\dfrac{1}{3} \\ & t'=\dfrac{2}{3} \\ \end{aligned} \right. \)
t và t' không thỏa mãn phương trình (3) nên hệ vô nghiệm
Suy ra hai đường thẳng \(d_1\) và \(d_2\) chéo nhau.
b) Ta có \(\overrightarrow{{{u}_{{{d}_{1}}}}}=\left( -1;1;-1 \right),\overrightarrow{{{u}_{{{d}_{2}}}}}=\left( 2;1;1 \right)\)
Mặt phẳng \((\alpha)\) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n}=\left[ \overrightarrow{{{u}_{{{d}_{1}}}}},\overrightarrow{{{u}_{{{d}_{2}}}}} \right]=\left( 2;-1;-3 \right)\)
Lấy \(M\left( 1;0;0 \right)\in d_1\)
Phương trình mặt phẳng là
\(\left( \alpha \right)2\left( x-1 \right)-y-3z=0 \\ \Leftrightarrow 2x-y-3z-2=0 \)
Ghi nhớ:
Để chứng minh hai đường thẳng \(d_1; d_2\) chéo nhau ta chứng minh: \(u_{d_1}\ne k u_{d_2}\) và hệ phương trình tham số hai đường thẳng vô nghiệm.