Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Vectơ/tọa độ Oxyz (Toán học Lớp 12)
Tuyển tập 2.574 câu hỏi thuộc chuyên đề Vectơ/tọa độ Oxyz (Hình học – Toán học Lớp 12) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.
Dấu hiệu & kiến thức trọng tâm:điểm/vectơ `(x;y;z)tích vô hướng
Chọn A Gọi D(27;23;3),E(0;3;23),F(21;25;27) là trung điểm các cạnh AB,BC,AC. Ta có: MA.MB=(MD+DA)(MD+DB)=(MD+DA)(MD−DA)=MD2−AD2=MD2−4AB2 Phân tích tương tự với MB.MC;MC.MA Khi đó, S=MA.MB+MB.MC+MC.MA=MD2+ME2+MF2−4AB2+BC2+AC2 S nhỏ nhất khi MD2+ME2+MF2 nhỏ nhất. Gọi G là trọng tâm của ΔDEF⇒G(34;37;38) MD2+ME2+MF2=3MG2+GD2+GE2+GF2 MD2+ME2+MF2 nhỏ nhất khi MG nhỏ nhất. Do M(a;b;0)∈(Oxy)⇒M là hình chiếu của G lên mặt phẳng Oxy⇒M(34;37;0) ⇒⎩⎨⎧a=34b=37⇒3a+b=319
Nhà bác An được mô tả như hình vẽ bên dưới, trong đó phần thân nhà là hình hộp chữ nhật ABCD.EFGH. Ngôi nhà được lợp ngói hai mái là hai hình chữ nhật PEHQ và PFGQ, biết tam giác EFP là tam giác cân tại P. Gọi T là trung điểm của cạnh DC. Các kích thước của nhà lần lượt là AB=6m, AE=5m, AD=8m, QT=7m. Xét hệ trục tọa độ Oxyz sao cho gốc tọa độ là điểm O thuộc đoạn AD sao cho OA=2m và các trục tọa độ tương ứng là các trục Ox,Oy,Oz. Khi đó:
a)
Tọa độ điểm A là (2;0;0).
b)
Vectơ AC có tọa độ là (6;6;0).
c)
Bác An muốn lắp một chiếc đèn lồng tại vị trí trung điểm của FG và đầu nguồn điện đặt tại vị trí O. Bác ấy thiết kế đường dây điện nối từ O đến K sau đó nối đến chiếc đèn lồng. Độ dài đoạn dây điện nối tối thiểu bằng 5+210(m).
d)
Mái nhà bác An được lợp bằng ngói đất nung Đất Việt, giá tiền mỗi viên ngói là 11000 đồng và để lợp được 1m2 diện tích mái cần 22 viên ngói. Số tiền cần bỏ ra để mua ngói lợp mái nhà là 13960000 đồng (không kể hao phí do việc cắt và ghép các viên ngói, làm tròn kết quả đến hàng nghìn).
a) Đúng. Do A(2;0;0). b) Sai. Do A(2;0;0), C(−6;6;0) nên AC=(−8;6;0). c) Đúng. Gọi L là trung điểm của FG nên ZK=OK=AE=5. Suy ra K(0;0;5)⇒OK=5. B, C lần lượt là hình chiếu của F, G lên Oxy. Suy ra F(2;6;5), G(−6;6;5). Mà L là trung điểm của FG nên L(−2;6;5)⇒KL=210. Vậy độ dài đoạn cáp tối thiểu từ O đến K sau đó nối thẳng đến chiếc đèn lồng là OK+KL=5+210m d) Sai. Ta có: Q(−6;3;7), G(−6;6;5) nên GQ=13m. Lại có FG=BC=8m. Suy ra SFGQP=FG.GQ=813m2. Diện tích ngói lợp mái nhà là 2SFGQP=1613m2. Số viên ngói tối thiểu cần mua là: 1270 (Viên). Số tiền ít nhất cần bỏ ra để mua ngói lợp mái nhà là: 13970000 (đồng). a) Đúng. Do A(2;0;0). b) Sai. Do A(2;0;0), C(−6;6;0) nên AC=(−8;6;0). c) Đúng. Gọi L là trung điểm của FG nên ZK=OK=AE=5. Suy ra K(0;0;5)⇒OK=5. B, C lần lượt là hình chiếu của F, G lên Oxy. Suy ra F(2;6;5), G(−6;6;5). Mà L là trung điểm của FG nên L(−2;6;5)⇒KL=210. Vậy độ dài đoạn cáp tối thiểu từ O đến K sau đó nối thẳng đến chiếc đèn lồng là OK+KL=5+210m d) Sai. Ta có: Q(−6;3;7), G(−6;6;5) nên GQ=13m. Lại có FG=BC=8m. Suy ra SFGQP=FG.GQ=813m2. Diện tích ngói lợp mái nhà là 2SFGQP=1613m2. Số viên ngói tối thiểu cần mua là: 1270 (Viên). Số tiền ít nhất cần bỏ ra để mua ngói lợp mái nhà là: 13970000 (đồng).
(AI giải đề cho tôi) Vì CC′=BB′ (cạnh bên song song và bằng nhau), nên AB+CC′=AB+BB′=AB′. Độ dài AB′ là đường chéo của mặt bên ABB′A′ hình vuông cạnh 1, nên ∣AB′∣=12+12=2. Kết quả khớp với đáp án nguồn (B).
(AI giải đề cho tôi) Vì CC′=BB′ (cùng hướng và bằng nhau), ta có AB+CC′=AB+BB′=AB′. Trong hình lập phương cạnh 1, AB′=AB2+BB′2=12+12=2. Kết quả khớp với đáp án nguồn (mã đề 1201, câu 10: A).
Nhà bác An được mô tả như hình vẽ bên dưới, trong đó phần thân nhà là hình hộp chữ nhật ABCD.EFGH. Ngôi nhà được lợp ngói hai mái là hai hình chữ nhật PEHQ và PFGQ, biết tam giác EFP là tam giác cân tại P. Gọi T là trung điểm của cạnh DC. Các kích thước của nhà lần lượt là AB=6m, AE=5m, AD=8m, QT=7m. Xét hệ trục tọa độ Oxyz sao cho gốc tọa độ là điểm O thuộc đoạn AD sao cho OA=2m và các trục tọa độ tương ứng là các trục Ox,Oy,Oz. Khi đó:
a)
Bác An muốn lắp một chiếc đèn lồng tại vị trí trung điểm của FG và đầu nguồn điện đặt tại vị trí O. Bác ấy thiết kế đường dây điện nối từ O đến K sau đó nối đến chiếc đèn lồng. Độ dài đoạn dây điện nối tối thiểu bằng 5+210(m).
b)
Mái nhà bác An được lợp bằng ngói đất nung Đất Việt, giá tiền mỗi viên ngói là 11000 đồng và để lợp được 1m2 diện tích mái cần 22 viên ngói. Số tiền cần bỏ ra để mua ngói lợp mái nhà là 13960000 đồng (không kể hao phí do việc cắt và ghép các viên ngói, làm tròn kết quả đến hàng nghìn).
Cho tứ diện OABC có các cạnh OA,OB,OC đôi một vuông góc. M là một điểm bất kì thuộc miền trong tam giác ABC. Tìm giá trị nhỏ nhất của T=OA2MA2+OB2MB2+OC2MC2.
(AI giải đề cho tôi) Chọn hệ trục gốc O với OA=a,OB=b,OC=c đôi một vuông góc. Vì M thuộc miền trong tam giác ABC nên OM=αa+βb+γc với α+β+γ=1, α,β,γ>0.
Ta có MA=(α−1)a+βb+γc, do các vectơ cơ sở đôi một vuông góc nên: MA2=(1−α)2OA2+β2OB2+γ2OC2. Tương tự cho MB2,MC2, cộng lại: T=[(1−α)2+α2+α2]+[β2+(1−β)2+β2]+[γ2+γ2+(1−γ)2] =cyc∑(1−2α+3α2)=3−2(α+β+γ)+3(α2+β2+γ2)=1+3(α2+β2+γ2).
Theo Cauchy–Schwarz: α2+β2+γ2≥3(α+β+γ)2=31, dấu bằng khi α=β=γ=31, tức M là trọng tâm tam giác ABC (thuộc miền trong tam giác, thỏa mãn).
(AI giải đề cho tôi) Ta có AB=(−2;6;7), AD=(−1;7;2), AC=(0;40;−15).
a) AB⋅AD=(−2)(−1)+6⋅7+7⋅2=2+42+14=58=54 → sai.
b) AB×AD=(−37;−3;−8), ∣AB×AD∣2=1369+9+64=1442. Diện tích SABD=21442=360,5≈18,99<20 → đúng.
c) AC×AD=(185;15;40) và AB⋅(AC×AD)=−370+90+280=0, nên bốn điểm A,B,C,D đồng phẳng (tứ diện suy biến). Hệ phương trình IA=IB=IC=ID khi đó vô nghiệm (dẫn đến −7=339), không tồn tại điểm I cách đều 4 đỉnh → khẳng định sai.
d) Vì 4A+5B+C=(20;50;10)=10D nên −4MA2−5MB2−MC2=−10MD2−1730. Vậy P=t4−316t3−10t2−1730 với t=MD≥0; g′(t)=4t(t−5)(t+1) nên P đạt min khi MD=5, tức M nằm trên mặt cầu (D;5). Với u=(1;1;1), Qmax=u⋅D+5∣u∣=8+53=8+33 → sai.
Kết luận: a) Sai, b) Đúng, c) Sai, d) Sai. a) (AI giải đề cho tôi) AB⋅AD=58=54. b) (AI giải đề cho tôi) SABD=21442≈18,99<20. c) (AI giải đề cho tôi) Bốn điểm đồng phẳng vì AB⋅(AC×AD)=0, nên không tồn tại điểm cách đều 4 đỉnh. d) (AI giải đề cho tôi) P đạt min khi MD=5; khi đó Qmax=8+53=8+33.
Trong một nhà kho rộng, người ta thiết lập một hệ trục tọa độ Oxyz (đơn vị tính là mét) để định vị các vật thể. - Gốc O được đặt tại một góc phòng. - Trục Ox và Oy chạy dọc theo hai mép sàn (giao tuyến giữa tường và sàn nhà). - Trục Oz chạy dọc theo cạnh tường thẳng đứng (giao tuyến giữa hai bức tường). Một chiếc camera an ninh (S) được lắp đặt tại vị trí có tọa độ S(1; 2; 3). Để giữ cho camera ổn định tuyệt đối, người ta sử dụng ba sợi dây cáp căng thẳng, nối camera (S) tới ba điểm neo A, B, C. Các điểm neo này được đặt như sau: - Điểm neo A nằm trên mép sàn Ox. - Điểm neo B nằm trên mép sàn Oy. - Điểm neo C nằm trên cạnh tường Oz. Do yêu cầu kỹ thuật đặc biệt của bộ gá, ba sợi dây cáp SA, SB, và SC được thiết kế và lắp đặt sao cho chúng đôi một vuông góc với nhau. Tính thể tích của khối tứ diện S.ABC được tạo bởi camera (S) và ba điểm neo A, B, C. (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)
(AI giải đề cho tôi) Gọi A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c) với a,b,c>0. Ta có SA=(a−1;−2;−3), SB=(−1;b−2;−3), SC=(−1;−2;c−3). Vì ba dây cáp đôi một vuông góc: - SA⋅SB=0⇒−(a−1)−2(b−2)+9=0⇒a+2b=14; - SA⋅SC=0⇒−(a−1)+4−3(c−3)=0⇒a+3c=14; - SB⋅SC=0⇒1−2(b−2)−3(c−3)=0⇒2b+3c=14. Từ hai phương trình đầu: 2b=3c. Thay vào 2b+3c=14 được 6c=14⇒c=37, b=27, a=7. Vậy A(7;0;0), B(0;3,5;0), C(0;0;7/3). Độ dài các dây: - SA=62+22+32=7; - SB=1+2,25+9=12,25=3,5; - SC=1+4+916=949=37. Vì SA, SB, SC đôi một vuông góc, thể tích tứ diện S.ABC là V=61⋅SA⋅SB⋅SC=61⋅7⋅27⋅37=36343≈9,53m3. Vậy thể tích khối tứ diện S.ABC xấp xỉ 9,53m3.
(AI giải đề cho tôi) a) Sai. AB=(5−(−2);6−3;2−1)=(7;3;1). Phương trình tham số của AB: x=−2+7t,y=3+3t,z=1+t. Mặt phẳng (Oxz) có y=0⇒3+3t=0⇒t=−1⇒M(−9;0;0), không phải M(−9;0;1). b) Sai. AB=(7;3;1)=(3;3;1). c) Đúng. AC=(0;−1;3), AB⋅AC=7⋅0+3⋅(−1)+1⋅3=0 nên AB⊥AC, tam giác ABC vuông tại A. d) Đúng. G=(3−2+5−2;33+6+2;31+2+4)=(31;311;37). Kết quả khớp đáp án nguồn S-S-Đ-Đ. a) (AI giải đề cho tôi) AB=(7;3;1), y=0⇒t=−1⇒M(−9;0;0)=(−9;0;1). b) (AI giải đề cho tôi) AB=(7;3;1)=(3;3;1). c) (AI giải đề cho tôi) AB⋅AC=0 nên tam giác vuông tại A. d) (AI giải đề cho tôi) G=(31;311;37).
Trong không gian với hệ tọa độ cho trước (đơn vị đo lấy theo mét), một vật di chuyển từ điểm A(2;4;1) với vận tốc và hướng không đổi đến điểm B(10;12;5) trong 5 giây. Nếu vật tiếp tục giữ nguyên vận tốc và hướng di chuyển thì vị trí của nó sau 3 giây tiếp theo là điểm M(a;b;c). Tìm 5a+b−c.
(AI giải đề cho tôi) Vận tốc của vật là vector v=5AB=5(8;8;4)=(1,6;1,6;0,8) (m/s). Sau 3 giây tiếp theo, vật ở điểm M=B+3v=(10;12;5)+(4,8;4,8;2,4)=(14,8;16,8;7,4). Vậy 5a+b−c=5(14,8)+16,8−7,4=74+16,8−7,4=83,4, khớp với đáp án nguồn 83.4.
Một chất điểm ở vị trí đỉnh A của hình lập phương ABCD.A′B′C′D′. Chất điểm chịu tác động bởi ba lực a, b, c lần lượt cùng hướng với AD, AB, AC′ như hình vẽ. Độ lớn của các lực a, b, c tương ứng là 10 N, 10 N và 15 N. Độ lớn hợp lực của các lực a, b, c bằng bao nhiêu Newton (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?
(AI giải đề cho tôi) Chọn hệ trục với A là gốc, AB, AD, AA′ lần lượt cùng hướng các trục. Khi đó: a=10j (cùng hướng AD), b=10i (cùng hướng AB), c=315(i+j+k)=53(i+j+k) (cùng hướng AC′). Hợp lực: F=(10+53)i+(10+53)j+53k. Độ lớn: F2=2(10+53)2+(53)2=2(175+1003)+75=425+2003≈771,41, nên F≈27,77≈27,8 N. Kết quả trùng với đáp án nguồn 27.8.
Một chiếc khinh khí cầu bay lên tại điểm xuất phát. Sau một thời gian bay, chiếc khinh khí cầu cách điểm xuất phát về phía Đông 10(km) và về phía Nam 5(km), đồng thời cách mặt đất 4(km). Chọn hệ trục tọa độ Oxyz, với gốc đặt tại điểm xuất phát của khinh khí cầu, mặt phẳng (Oxy) trùng với mặt đất, trục Ox hướng về phía Nam, trục Oy hướng về phía Đông, trục Oz hướng thẳng đứng lên trời, đơn vị đo lấy theo kilômét (xem hình vẽ). Tìm tọa độ của chiếc khinh khí cầu đối với hệ trục tọa độ đã chọn.
(AI giải đề cho tôi) Trục Ox hướng về phía Nam nên hoành độ x=5 (km); trục Oy hướng về phía Đông nên tung độ y=10 (km); trục Oz hướng thẳng đứng lên trời nên cao độ z=4 (km). Vậy tọa độ khinh khí cầu là (5;10;4), trùng đáp án B (khớp đáp án nguồn).
Đề thi có nhiều câu hỏi chuyên đề Vectơ/tọa độ Oxyz
Luyện tập trong bối cảnh đề thi thật hoặc tải bản in PDF chuẩn A4 kèm lời giải.