a) Mặt phẳng (α)(α) có vectơ pháp tuyến →n1=(4;1;2)n1→=(4;1;2)
Mặt phẳng (β)(β) có vectơ pháp tuyến →n2=(2;−2;1)n2→=(2;−2;1)
Vì 42≠1−2≠21⇒→n142≠1−2≠21⇒n1→ và →n2n2→ không cùng phương.
Suy ra (α)(α) và (β)(β) cắt nhau.
b) (α)(α) cắt (β)(β) nên →n1n1→ và →n2n2→ có giá vuông góc với đường thẳng dd, vì vậy vectơ →u1=[→n1,→n2]=(5;0;−10u1→=[n1→,n2→]=(5;0;−10) là một vectơ chỉ phương của đường thẳng dd.
Ta có thể chọn vectơ →u=(1;0;−2)u→=(1;0;−2) làm vectơ chỉ phương.
Ta tìm một điểm nằm trên dd.
Xét hệ{4x+y+2z+1=02x−2y+z+3=0{4x+y+2z+1=02x−2y+z+3=0
Lấy điểm M0(1;1;−3)∈dM0(1;1;−3)∈d.
Phương trình tham số của dd là:⎧⎪⎨⎪⎩x=1+sy=1z=−3−2s{x=1+sy=1z=−3−2s
c) Mặt phẳng (α)(α) có vectơ pháp tuyến →n=(4;1;2)n→=(4;1;2).
Đường thẳng Δ∆ đi qua M(4;2;1)M(4;2;1) và vuông góc với (α)(α), nhận vectơ →nn→ làm vectơ chỉ phương và có phương trình tham số:
⎧⎪⎨⎪⎩x=4+4ty=2+tz=1+2t{x=4+4ty=2+tz=1+2t
Trước hết ta tìm toạ độ hình chiếu HH của MM trên (α)(α) bằng cách thay các biểu thức của x,y,zx,y,z theo tt vào phương trình của (α)(α), ta có:
4(4+4t)+(2+t)+2(1+2t)+1=04(4+4t)+(2+t)+2(1+2t)+1=0
⇔21t+21=0⇔t=−1⇒H(0;1;−1)⇔21t+21=0⇔t=−1⇒H(0;1;−1)
Gọi M′(x;y;z)M′(x;y;z) là điểm đối xứng với MM qua mp (α)(α) thì −−−→MM′=2−−−→MHMM′→=2MH→:
−−−→MH=(−4;−1;−2)MH→=(−4;−1;−2)
−−−→MM′=(x−4;y−2;z−1)MM′→=(x−4;y−2;z−1).
−−−→MM′=2−−−→MH⇔⎧⎪⎨⎪⎩x−4=2.(−4)⇒x=−4y−2=2.(−1)⇒y=0z−1=2.(−2)⇒z=−3MM′→=2MH→⇔{x−4=2.(−4)⇒x=−4y−2=2.(−1)⇒y=0z−1=2.(−2)⇒z=−3
⇒M(−4;0;−3)⇒M(−4;0;−3)
d) Đường thẳng dd có vectơ chỉ phương →a=(1;0;−2)a→=(1;0;−2).
Mặt phẳng (P)(P) đi qua N(0;2;4)N(0;2;4) và vuông góc với dd, nhận →aa→ làm vectơ pháp tuyến và có phương trình:
1(x−0)+0(y−2)−2(z−4)=01(x−0)+0(y−2)−2(z−4)=0
(P)(P): x−2z+8=0x−2z+8=0
Ta tìm giao điểm II của dd và (P)(P). Ta có:
1+s−2(−3−2s)+8=01+s−2(−3−2s)+8=0⇔s=−3⇔I(−2;1;3)⇔s=−3⇔I(−2;1;3)
N′(x;y;z)N′(x;y;z) là điểm đối xứng của NN qua dd thì −−−→NN′=2−→NINN′→=2NI→
−→NI=(−2;−1;−1)NI→=(−2;−1;−1), −−−→NN′=(x;y−2;z−4)NN′→=(x;y−2;z−4)
⇒⎧⎪⎨⎪⎩x=(−2).2y−2=(−1).2z−4=(−1).2⇒⎧⎪⎨⎪⎩x=−4y=0z=2⇒{x=(−2).2y−2=(−1).2z−4=(−1).2⇒{x=−4y=0z=2
⇒N′(−4;0;2)⇒N′(−4;0;2)
Cách 2:


