Trong không gian Oxyz, tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0.
Problem Analysis
Problem Summary
Cho mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0. Tính khoảng cách từ gốc tọa độ O(0; 0; 0) đến mặt phẳng (P).
Required Knowledge
Công thức tính khoảng cách từ điểm \(M(x_0; y_0; z_0)\) đến mặt phẳng \((P): Ax + By + Cz + D = 0\):
\[d(M, (P)) = \frac{|Ax_0 + By_0 + Cz_0 + D|}{\sqrt{A^2 + B^2 + C^2}}\]
Solution Method
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.
Real-world Application
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.
Hints (0/3)
Hint 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.
Hint 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 \(\sqrt{2^2 + 2^2 + (-1)^2}\).
Hint 3:
Tử số bằng |1| = 1. Mẫu số bằng \(\sqrt{4 + 4 + 1} = \sqrt{9} = 3\). Vậy khoảng cách bằng \(\frac{1}{3}\).
Detailed solution
Gốc tọa độ O có tọa độ (0; 0; 0). Khoảng cách từ O đến mặt phẳng (P): 2x + 2y - z + 1 = 0 là:
\[d(O; (P)) = \frac{|2 \cdot 0 + 2 \cdot 0 - 0 + 1|}{\sqrt{2^2 + 2^2 + (-1)^2}} = \frac{1}{\sqrt{9}} = \frac{1}{3}\]
Exercises in this lesson— Bài 14. Phương trình mặt phẳng