Skip to main content

Xác định vị trí tương đối của hai đường thẳng trong không gian Oxyz

Đề bài:

Trong không gian Oxyz, cho hai đường thẳng \(\Delta_1, \Delta_2\) lần lượt đi qua các điểm \(A_1(x_1; y_1; z_1)\), \(A_2(x_2; y_2; z_2)\) và có vectơ chỉ phương tương ứng là \(\overrightarrow{u_1} = (a_1; b_1; c_1)\), \(\overrightarrow{u_2} = (a_2; b_2; c_2)\). a) Tìm điều kiện của \(\overrightarrow{u_1}\) và \(\overrightarrow{u_2}\) để \(\Delta_1\) và \(\Delta_2\) song song hoặc trùng nhau. b) Giả sử \(\left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right] \ne \overrightarrow{0}\) và \(\overrightarrow{A_1A_2} \cdot \left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right] = 0\). Khi đó \(\Delta_1\) và \(\Delta_2\) có cắt nhau không? c) Giả sử \(\overrightarrow{A_1A_2} \cdot \left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right] \ne 0\). Khi đó \(\Delta_1\) và \(\Delta_2\) có chéo nhau không?

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Cho hai đường thẳng trong không gian Oxyz với vectơ chỉ phương và điểm đi qua đã biết. Cần xác định điều kiện để hai đường song song/trùng nhau, cắt nhau hoặc chéo nhau dựa vào vectơ chỉ phương và tích có hướng.
Kiến thức cần dùng
Hai đường thẳng song song hoặc trùng nhau khi và chỉ khi hai vectơ chỉ phương cùng phương. Tích có hướng \(\left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right] = \overrightarrow{0}\) khi và chỉ khi \(\overrightarrow{u_1}\) và \(\overrightarrow{u_2}\) cùng phương. Tích vô hướng \(\overrightarrow{A_1A_2} \cdot \left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right] = 0\) nghĩa là \(\overrightarrow{A_1A_2}\) vuông góc với \(\left[\overrightarrow{u_1}, \overrightarrow{u_2}\right]\). Khoảng cách giữa hai đường chéo nhau tính qua tích hỗn tạp.
Phương pháp giải
Phân tích từng trường hợp. Câu a: từ định nghĩa song song/trùng nhau suy ra điều kiện cùng phương của vectơ chỉ phương. Câu b: nếu tích vô hướng bằng 0 mà tích có hướng khác \(\overrightarrow{0}\), suy luận về vị trí của \(A_1\) và \(A_2\) để kết luận hai đường cắt nhau. Câu c: tích hỗn tạp khác 0 suy ra hai điều kiện đồng thời, từ đó kết luận hai đường chéo nhau.
Ứng dụng thực tế
Trong xây dựng, hai thanh thép trong không gian đôi khi không cùng mặt phẳng và không giao nhau — làm thế nào kỹ sư xác định được hai thanh đó có chéo nhau không để tính toán khoảng cách an toàn?

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Các bài tập cùng bài họcBài 15. Phương trình đường thẳng trong không gian

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...