Giải Toán 12 kết nối: Bài 7 Hệ trục toạ độ trong không gian
Hướng dẫn giải Toán 12 kết nối tri thức: Giải bài 7 Hệ trục toạ độ trong không gian. Bài được giải chi tiết, rõ ràng, dễ hiểu. Bài giải giúp học sinh nắm vững kiến thức trong sách giáo khoa, rèn kĩ năng giải bài tập và có phương pháp học tập hiệu quả.
Nội dung chi tiết
1. HỆ TRỤC TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
Hoạt động 1: Hình thành khái niệm hệ trục tọa độ trong không gian
Trong không gian, xét ba trục
có chung gốc
và đôi một vuông góc với nhau. Gọi
là các vectơ đơn vị trên các trục đó (H.2.35).
- Gọi tên các mặt phẳng tọa độ có trong Hình 2.35.
- Các mặt phẳng tọa độ trong Hình 2.35 có đôi một vuông góc với nhau không?

Giải chi tiết:
- Các mặt phẳng có trong hình vẽ là: Mặt phẳng
. - Vì
,
và
cắt nhau tại
và nằm trong mặt phẳng
nên
.
Mà
=>
,
=> ![]()
Chứng minh tương tự ta có: ![]()
Vậy ba mặt phẳng
đôi một vuông góc với nhau.
Luyện tập 1: Cho hình hộp chữ nhật
. Có thể lập một hệ tọa độ
có gốc
trùng với đỉnh
và các vectơ
lần lượt cùng hướng với các vectơ
không? Giải thích vì sao.
Giải chi tiết:
Vì
là hình hộp chữ nhật nên các cạnh
và
đôi một vuông góc với nhau. Các vectơ
cùng có điểm đầu là
.
Do đó, suy ra có thể lập một hệ tọa độ
có gốc
trùng với đỉnh
và các vectơ
lần lượt cùng hướng với các vectơ
.
2. TỌA ĐỘ CỦA ĐIỂM, TỌA ĐỘ CỦA VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN
Hoạt động 2: Hình thành khái niệm tọa độ của điểm trong không gian.
Trong không gian
, cho một điểm
không thuộc các mặt phẳng tọa độ. Vẽ hình hộp chữ nhật
có ba đỉnh
lần lượt thuộc các tia
(H.2.37).
- Hai vectơ
và
có bằng nhau hay không? - Giải thích vì sao có thể viết
với
là các số thực.

Giải chi tiết:
- Vì
là hình hộp chữ nhật nên theo quy tắc hình hộp ta có:
![]()
- Vì
là vectơ đơn vị trên trục
nên
với
là số thực.
Vì
là vectơ đơn vị trên trục
nên
với
là số thực.
Vì
là vectơ đơn vị trên trục
nên
với
là số thực.
Do đó,
với
là số thực.
Luyện tập 2: Tìm tọa độ của điểm
trong Hình 2.39.
Giải chi tiết:
Ta có:
. Do đó,
.
Luyện tập 3: Trong Ví dụ 3, hãy xác định tọa độ của các điểm
và
.
Giải chi tiết:
Ta có:
.
Vì
là hình bình hành nên
.
Do đó điểm
có tọa độ
.
Vì
là hình bình hành nên
.
Do đó điểm
có tọa độ
.
Vì
là hình bình hành nên
.
Do đó điểm
có tọa độ
.
Vận dụng 1: Trong tình huống mở đầu, hãy chọn một hệ tọa độ phù hợp và xác định tọa độ của chiếc bóng đèn đối với hệ tọa độ đó.
Giải chi tiết:
Mô tả: Hệ tọa độ
có:
- Mặt phẳng
là sàn nhà, hai mặt phẳng
hai bức tường. Khi đó, ba mặt phẳng đôi một vuông góc với nhau. - Gốc tọa độ
(trùng với một góc phòng) là giao điểm của ba trục
.
Khi đó, bóng đèn có tọa độ
.
Hoạt động 3: Hình thành khái niệm tọa độ của vectơ trong không gian.
Trong không gian
, cho vectơ
tùy ý (H.2.41). Lấy điểm
sao cho
và giải thích vì sao có bộ ba số
sao cho
.

Giải chi tiết:
Theo khái niệm tọa độ trong không gian ta có:
. Mà
nên
. Do đó, có bộ ba số
sao cho
.
Luyện tập 4: Trong không gian
, hãy xác định tọa độ của vectơ
.
Giải chi tiết:
Tọa độ của vectơ
là
.
Hoạt động 4: Thiết lập tọa độ của vectơ theo tọa độ hai đầu mút.
Trong không gian
, cho hai điểm
và
.
- Hãy biểu diễn hai vectơ
và
qua các vectơ
và
. - Xác định tọa độ của vectơ
.
Giải chi tiết:
- Ta có:
, 
- Ta có:

![]()
Do đó,
.
Luyện tập 5: Trong Ví dụ 5, xác định tọa độ của các điểm
và
sao cho
là hình hộp.
Giải chi tiết:
Gọi tọa độ của điểm
là
, tọa độ của điểm
là
, khi đó
và
.
Để
là hình hộp
là hình bình hành.
Do đó,
=>
. Suy ra
.
Để
là hình hộp
là hình bình hành.
Do đó,
=>
. Suy ra
.
Vận dụng 2: Để theo dõi hành trình của một chiếc máy bay , ta có thể lập hệ tọa độ
có gốc
trùng với vị trí của trung tâm kiểm soát không lưu, mặt phẳng
trùng với mặt đất (được coi là phẳng) với trục
hướng về phía tây, trục
hướng về phía nam và trục
hướng thẳng đứng lên trời (H.2.43). Sau khi cất cánh và đạt độ cao nhất định, chiếc máy bay duy trì hướng bay về phía nam với tốc độ không đổi là 890 km/h trong nửa giờ. Xác định tọa độ của vectơ biểu diễn độ dịch chuyển của chiếc máy bay trong nửa giờ đó đối với hệ tọa độ đã chọn, biết rằng đơn vị đo trong không gian
được lấy theo kilômét.
Giải chi tiết:
Quãng đường máy bay bay được với vận tốc 890 km/h trong nửa giờ là:
(km)
Vì máy bay duy trì hướng bay về phía nam nên tọa độ của vectơ biểu diễn độ dịch chuyển của chiếc máy bay trong nửa giờ đó với hệ tọa độ đã chọn là
.
GIẢI BÀI TẬP
Giải chi tiết bài 2.13 trang 64 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong không gian
, cho ba vectơ
đều khác
và có giá đôi một vuông góc. Những mệnh đề nào sau đây là đúng?
- Có thể lập một hệ tọa độ
có các trục tọa độ lần lượt song song với giá của các vectơ
. - Có thể lập một hệ tọa độ
có các trục tọa độ lần lượt trùng với giá của các vectơ
. - Có thể lập một hệ tọa độ
có các vectơ
lần lượt bằng các vectơ
. - Có thể lập một hệ tọa độ
có các vectơ
lần lượt cùng phương các vectơ
.
Giải chi tiết:
Tất cả mệnh đề trên đều đúng.
Giải chi tiết bài 2.14 trang 64 sách toán 12 tập 1 kntt
Hãy mô tả hệ tọa độ
trong căn phòng ở Hình 2.44 sao cho gốc
trùng với góc trên của căn phòng, khung tranh nằm trong mặt phẳng
và mặt trần nhà trùng với mặt phẳng
.
Giải chi tiết:

Giải chi tiết bài 2.15 trang 65 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong không gian
, xác định tọa độ của vectơ
trong mỗi trường hợp sau:
và
;
và
;
và
;
Giải chi tiết:
Giải chi tiết bài 2.16 trang 65 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong không gian
, xác định tọa độ của điểm
trong mỗi trường hợp sau:
trùng với gốc tọa độ;
nằm trên tia
và
;
nằm trên tia đối của tia
và
.
Giải chi tiết:
a.
trùng với gốc tọa độ nên
.
b. Vì
nằm trên tia
và
nên
. Do đó, ![]()
c. Vì
nằm trên tia đối của tia
và
nên
. Do đó,
.
Giải chi tiết bài 2.17 trang 65 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong không gian
, cho hình hộp chữ nhật
có đỉnh
trùng với gốc
và các đỉnh
có tọa độ lần lượt là
(H.2.45). Xác định tọa độ của các đỉnh còn lại của hình hộp chữ nhật.

Giải chi tiết:
trùng với gốc tọa độ nên
.
Vì
thuộc tia
nên hai vectơ
và
cùng hướng. Do đó, tồn tại số thực
sao cho
. Mà
nên
.
Vì
thuộc tia
nên hai vectơ
và
cùng hướng. Do đó, tồn tại số thực
sao cho
. Mà
nên
.
Giải chi tiết bài 2.18 trang 65 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong không gian
, cho hình hộp
có
.
- Xác định tọa độ của điểm
. - Xác định tọa độ các đỉnh còn lại của hình hộp.
Giải chi tiết:
a. Ta có: ![]()
Vì
là hình hộp nên
là hình bình hành.
Do đó: 
b. Vì
là hình hộp nên:
Giải chi tiết bài 2.19 trang 65 sách toán 12 tập 1 kntt
Trong Vận dụng 2, hảy giải thích vì sao tại mỗi thời điểm chiếc máy bay di chuyển trên đường băng thì tọa độ của nó luôn có dạng
với
là hai số thực nào đó.
Giải chi tiết:
Khi máy bay di chuyển trên đường băng, tức là máy bay di chuyển ở trên mặt đất, tức là thuộc mặt phẳng
. Do đó, máy bay khi di chuyển trên đường băng thì tọa độ của nó luôn có dạng
với
là hai số thực nào đó.
Tài liệu cùng môn học
- Trắc nghiệm toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án word toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án ppt toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án word dạy thêm toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án ppt dạy thêm toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án chuyên đề toán 12 kết nối tri thức
- Giáo án ppt chuyên đề toán 12 kết nối tri thức
- Giải toán 12 kết nối tri thức
- Phiếu bài tập toán 12 kết nối tri thức
- Giải chuyên đề toán 12 kết nối tri thức
- Lý thuyết toán 12 kết nối tri thức
- Bài tập củng cố Toán 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm đúng sai toán 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm trả lời ngắn toán 12 kết nối tri thức
- Đề thi toán 12 kết nối tri thức
- Ppt trò chơi AI Toán 12 Kết nối tri thức
- Video AI mở đầu Toán 12 kết nối tri thức
Tài liệu khác
- Trắc nghiệm văn 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm địa lí 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm hóa học 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm KTPL 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm lịch sử 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm sinh học 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm toán 12 kết nối tri thức
- Trắc nghiệm quốc phòng 12 kết nối tri thức
- => Xem nhiều môn hơn