Giải bài tập 5.23 trang 65 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá


Hình 5.25 là hình ảnh Cầu Cổng Vàng (The Golden Gate Bridge) ở Mỹ. Xét hệ trục tọa độ Oxyz với O là bệ của chân cột trụ tại mặt nước, trục Oz trùng với cột trụ, mặt phẳng Oxy là mặt nước và xem như trục Oy cùng phương với cầu như Hình 5.25. Dây cáp AD (xem như là một đoạn thẳng) đi qua đỉnh D thuộc trục Oz và điểm A thuộc mặt phẳng Oyz, trong đó điểm D là đỉnh cột trụ cách mặt nước 227 m, điểm A cách mặt nước 75 m và cách trục Oz 343 m. Giả sử ta dựng một đoạn dây nối N trên dây cáp AD và điểm M

Đề bài

Hình 5.25 là hình ảnh Cầu Cổng Vàng (The Golden Gate Bridge) ở Mỹ. Xét hệ trục tọa độ Oxyz với O là bệ của chân cột trụ tại mặt nước, trục Oz trùng với cột trụ, mặt phẳng Oxy là mặt nước và xem như trục Oy cùng phương với cầu như Hình 5.25. Dây cáp AD (xem như là một đoạn thẳng) đi qua đỉnh D thuộc trục Oz và điểm A thuộc mặt phẳng Oyz, trong đó điểm D là đỉnh cột trụ cách mặt nước 227 m, điểm A cách mặt nước 75 m và cách trục Oz 343 m. Giả sử ta dựng một đoạn dây nối N trên dây cáp AD và điểm M trên thành cầu, biết M cách mặt nước 75 m và MN song song với cột trụ.

a) Tính độ dài MN, biết điểm M cách trục Oz một khoảng bằng 230 m.

b) Người ta có thể dời đoạn dây dài 100 m để nối dây cáp AD với thành cầu tại vị trí điểm M cách trục Oz một khoảng bằng 148 m không? Vì sao?

Phương pháp giải - Xem chi tiết

- Xác định tọa độ các điểm A, D, M, và N dựa trên thông tin đề bài.

- Sử dụng phương trình tham số của đường thẳng AD để tính tọa độ điểm N với điều kiện đoạn MN song song với trục Oz.

- Tính độ dài đoạn MN bằng công thức khoảng cách giữa hai điểm trong không gian. - Giải phương trình tham số cho đường thẳng AD với điều kiện mới (điểm M cách trục Oz một khoảng 148 m) để kiểm tra xem có thỏa mãn yêu cầu không.

Lời giải chi tiết

a)

- Điểm A thuộc mặt phẳng Oyz, có tọa độ: \(A(0; - 343;75)\).

- Điểm D trên trục Oz, có tọa độ: \(D(0;0;227)\).

- Điểm M trên thành cầu, có tọa độ: \(M(0; - 230;75)\).

Vectơ chỉ phương của đường thẳng AD là:

\(\overrightarrow {AD}  = D - A = (0 - 0;0 + 343;227 - 75) = (0;343;152)\)

Phương trình tham số của đường thẳng AD:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 0}\\{y =  - 343 + 343t}\\{z = 75 + 152t}\end{array}} \right.\)

Trong đó, t là tham số.

Vì đoạn MN song song với trục Oz, nên tọa độ N sẽ có dạng \(N(0; - 230;{z_N})\). Để tìm \({z_N}\), ta thay \({y_N} =  - 230\) vào phương trình tham số của AD:

\( - 230 =  - 343 + 343t \Rightarrow t = \frac{{113}}{{343}}\)

Thay t vào phương trình tham số của z:

\({z_N} = 75 + 152 \times \frac{{113}}{{343}} \approx 125,1{\mkern 1mu} ({\rm{m}})\)

Vậy tọa độ của N là \(N(0; - 230;125,1)\).

Độ dài đoạn MN là:

\(MN = |{z_N} - {z_M}| = |125,1 - 75| = 50,1{\mkern 1mu} ({\rm{m}})\)

b)

Người ta muốn di chuyển dây cáp sao cho điểm M' cách trục Oz 148 m.

Xét điểm N' thuộc đường thẳng AD sao cho tọa độ \({y_{N'}} =  - 148\).

Sử dụng phương trình tham số của đường thẳng AD, ta giải phương trình:

\( - 148 =  - 343 + 343t \Rightarrow t = \frac{{195}}{{343}}\)

Thay giá trị của t vào phương trình của z, ta được:

\({z_{N'}} = 75 + 152 \times \frac{{195}}{{343}} \approx 161.4{\mkern 1mu} ({\rm{m}})\)

Sau khi di chuyển đoạn dây MN có độ dài:

\(MN = |161.4 - 75| = 86.4{\mkern 1mu} ({\rm{m}})\)

Vì độ dài đoạn dây nhỏ hơn 100 m, nên ta có thể nối dây cáp AD với thành cầu tại vị trí điểm M cách trục Oz một khoảng bằng 148m.


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu
  • Giải bài tập 5.22 trang 65 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá

    Giả sử một máy bay thương mại M đang bay trên bầu trời theo một đường thẳng từ D đến E có hình chiếu trên mặt đất là đoạn CB. Tại D, máy bay bay cách mặt đất là 9000 m và tại E là 12000 m. Một ra-đa được đặt trên mặt đất tại vị trí O cách C là 20000 m, cách B là 16000 m và (widehat {BOC} = {90^^circ }). Xét hệ trục tọa độ Oxyz (đơn vị: 1000 m) với O là vị trí đặt ra-đa, B thuộc tia Oy, C thuộc tia Ox, khi đó ta có tọa độ các điểm như Hình 5.24. Giả sử ra-đa có bán kính dò tìm tối đa là 1600

  • Giải bài tập 5.21 trang 64 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá

    Trong một khu du lịch, người ta cho du khách trải nghiệm thiên nhiên bằng cách đu theo đường trượt zipline từ vị trí A cao 15 m của tháp 1 này sang vị trí B cao 10 m của tháp 2 trong khung cảnh tuyệt đẹp xung quanh. Với hệ trục tọa độ Oxyz cho trước (đơn vị: mét), tọa độ của A và B lần lượt là \(A(3;2,5;15)\) và \(B(21;27,5;10)\).

  • Giải bài tập 5.20 trang 64 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá

    Cho đường thẳng \(d\): \(d:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 2 - 2t}\\{y = 3 + 3t{\mkern 1mu} (t \in \mathbb{R})}\\{z = 6 + 4t}\end{array}} \right.\) a) Tìm tọa độ điểm \(A\) thuộc \(d\), biết \(OA = 7\). b) Tìm tọa độ điểm \(H\) là hình chiếu vuông góc của điểm \(O\) trên \(d\) và tính khoảng cách từ \(O\) đến \(d\).

  • Giải bài tập 5.19 trang 64 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá

    Chứng minh ba đường thẳng sau đây đôi một vuông góc: \({d_1}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 2 - t}\\{y = 3 + 2t{\mkern 1mu} (t \in \mathbb{R})}\\{z = - 1 + 4t}\end{array}} \right.\quad {d_2}:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 2m}\\{y = 1 - m{\mkern 1mu} (m \in \mathbb{R})}\\{z = 2 + m}\end{array}} \right.\quad {d_3}:\frac{{x + 3}}{2} = \frac{{y - 2}}{3} = \frac{z}{{ - 1}}\)

  • Giải bài tập 5.18 trang 64 SGK Toán 12 tập 2 - Cùng khám phá

    Xét vị trí tương đối của các cặp đường thẳng \(d\) và \(d'\) cho bởi các phương trình sau: a) \(d:\frac{{x + 3}}{2} = \frac{{y + 2}}{3} = \frac{{z - 6}}{4}\) và \(d':\frac{{x - 5}}{1} = \frac{{y + 1}}{{ - 4}} = \frac{{z - 20}}{1}\); b) \(d:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + t}\\{y = 2 + t\,\,\,\,\,{\mkern 1mu} (t \in \mathbb{R})}\\{z = 3 - t}\end{array}} \right.\) và \(d':\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + 2t'}\\{y = - 1 + 2t'{\mkern 1mu} (t' \in \mathbb{R})}\\{z = 2 - 2t'}\end{

>> Xem thêm

Group Ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí