Trong không gian Oxyz, tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0.
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0. Tính khoảng cách từ gốc tọa độ O(0; 0; 0) đến mặt phẳng (P).
Kiến thức cần dùng
Công thức tính khoảng cách từ điểm \(M(x_0; y_0; z_0)\) đến mặt phẳng \((P): Ax + By + Cz + D = 0\):
\[d(M, (P)) = \frac{|Ax_0 + By_0 + Cz_0 + D|}{\sqrt{A^2 + B^2 + C^2}}\]
Phương pháp giải
Chỉ có một cách. Xác định tọa độ điểm O(0; 0; 0), đọc các hệ số A = 2, B = 2, C = -1, D = 1 từ phương trình mặt phẳng, rồi thay thẳng vào công thức.
Ứng dụng thực tế
Trong thực tế, bài toán này tương tự việc tính khoảng cách ngắn nhất từ vị trí em đứng đến một mặt tường phẳng trong không gian — ví dụ khi bố trí nội thất phòng học, người thiết kế cần biết khoảng cách từ tâm phòng đến các bức tường để sắp xếp hợp lý.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Gốc tọa độ O có tọa độ (0; 0; 0). Thay \(x_0 = 0\), \(y_0 = 0\), \(z_0 = 0\) vào công thức khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng.
Gợi ý 2:
Từ phương trình 2x + 2y - z + 1 = 0, xác định A = 2, B = 2, C = -1, D = 1. Tử số là \(|2 \cdot 0 + 2 \cdot 0 + (-1) \cdot 0 + 1|\). Mẫu số là \(\sqrt{2^2 + 2^2 + (-1)^2}\).
Gợi ý 3:
Tử số bằng |1| = 1. Mẫu số bằng \(\sqrt{4 + 4 + 1} = \sqrt{9} = 3\). Vậy khoảng cách bằng \(\frac{1}{3}\).
Lời giải chi tiết
Gốc tọa độ O có tọa độ (0; 0; 0). Khoảng cách từ O đến mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0 là:
\[d(O; (P)) = \frac{|2 \cdot 0 + 2 \cdot 0 - 0 + 1|}{\sqrt{2^2 + 2^2 + (-1)^2}} = \frac{1}{\sqrt{9}} = \frac{1}{3}\]
Các bài tập cùng bài học— Bài 14. Phương trình mặt phẳng