Viết phương trình mặt phẳng qua điểm M và vuông góc trục Ox
Đề bài:
Trong không gian Oxyz, viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm M(1; 2; -1) và vuông góc với trục Ox.
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho điểm M(1; 2; -1). Cần tìm phương trình mặt phẳng (P) đi qua M và vuông góc với trục Ox.
Kiến thức cần dùng
Mặt phẳng đi qua điểm \(M_0(x_0; y_0; z_0)\) có vectơ pháp tuyến \(\vec{n} = (A; B; C)\) thì có phương trình: \(A(x - x_0) + B(y - y_0) + C(z - z_0) = 0\). Trục Ox có vectơ chỉ phương là \(\vec{i} = (1; 0; 0)\). Mặt phẳng vuông góc với trục Ox thì nhận vectơ chỉ phương của Ox làm vectơ pháp tuyến.
Phương pháp giải
Một cách giải. Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng dựa vào điều kiện vuông góc với trục Ox, sau đó thay tọa độ điểm M vào công thức phương trình mặt phẳng.
Ứng dụng thực tế
Khi em căng một tấm vải thẳng đứng cắt ngang một thanh nằm ngang, tấm vải đó chính là mặt phẳng vuông góc với thanh — tương tự bài toán này.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Mặt phẳng vuông góc với trục Ox thì vectơ pháp tuyến của nó song song với trục Ox. Vectơ chỉ phương của trục Ox là \(\vec{i} = (1; 0; 0)\), vậy đây chính là vectơ pháp tuyến cần dùng.
Gợi ý 2:
Áp dụng công thức: mặt phẳng qua \(M(1; 2; -1)\) với \(\vec{n} = (1; 0; 0)\) có phương trình \(1 \cdot (x - x_0) + 0 \cdot (y - y_0) + 0 \cdot (z - z_0) = 0\). Thay \(x_0 = 1\) vào và rút gọn.
Gợi ý 3:
Sau khi khai triển, phương trình chỉ còn chứa biến x vì hệ số của y và z đều bằng 0. Kết quả sẽ có dạng \(x = c\) với c là một hằng số xác định từ tọa độ của M.
Lời giải chi tiết
Gọi (P) là mặt phẳng đi qua M(1; 2; -1) và vuông góc với trục Ox.
Vì (P) vuông góc với trục Ox nên (P) nhận vectơ chỉ phương của Ox là \(\vec{i} = (1; 0; 0)\) làm vectơ pháp tuyến.
(P) đi qua M(1; 2; -1) và có vectơ pháp tuyến \(\vec{n} = (1; 0; 0)\), nên phương trình của (P) là:
\[1 \cdot (x - 1) + 0 \cdot (y - 2) + 0 \cdot (z + 1) = 0\]
\[\Leftrightarrow x - 1 = 0.\]
Các bài tập cùng bài học— Bài 14. Phương trình mặt phẳng
Bài 5.1 trang 39. Viết phương trình mặt phẳng qua điểm M và vuông góc trục OxĐang xem