Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
1S DNG PHNG TRÌNH TNG QUÁT CA MT PHNG VIT
PHNG TRÌNH MT PHNG
Gi tng: Mathvn.com
Trong chng trình THPT khi vit phng trình tng quát ca mt phng cha mt đng thng và
tha mãn mt điu kin cho trc, hc sinh và đôi khi là giáo viên s dng phng pháp chùm mt
phng, phng pháp đó cng khá là ngn gn và hay nhng hin nay ch dùng phng pháp đó vi hình
thc tham kho, điu đó làm khó khn cho hc sinh trong quá trình làm bài tp, cng nh giáo viên
trong quá trình ging dy. Bài vit này hi vng s giúp đ các em, cng nh các bn đng nghip không
cn s dng phng pháp đó vn có th làm bài tp, không nhng ch làm vi dng bài tp đó mà còn
m rng sang các dng khác
Mt s dng c th
Dng 1: Vit phng trình mt phng đi qua mt đim và tha mãn điu kin cho trc
iu kin cho trc là
- Vuông góc vi hai mt phng cho trc
- Song song vi hai đng thng cho trc
- Vuông góc vi mt mt phng và song song vi mt đng thng cho trc…
Dng 2: Vit phng trình mt phng đi qua hai đim và tha mãn điu kin cho trc
iu kin cho trc là
- Vuông góc vi mt mt phng cho trc
- Song song vi mt đng thng cho trc
Bc 2: T điu kin gi thit dn ti mt h ba phng trình 4 n là
, ,
A B C
và
D
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
2
Bc 3: T 2 trong 3 phng trình ta rút
C
và
D
theo
A
và
B
t đó s dn ti hai dng phng trình là
TH 1:
0
A B
, chn , ,A B C D
Chú ý:
- i vi TH1 khi ri vào trng hp đc bit là
0 0
A A
thì ta chn
1
B
(vì
0
) và ngc li
- Thông thng đ s dng phng pháp này thì bao gi cng phi có ba điu kin thì s tng đng vi mt
h bn n, ba phng trình và ta làm nh trên
- gim đ phc tp ta s dùng phng pháp
“dn n” nh sau
Gi s
0
A
khi đó ta chia hai v cho A ta đc
0
B C D
x y z
ti kt qu ca bài toán
- đây Tôi ch dng phng pháp tng quát, còn các phng pháp khác hiu qu hn (xem trong chuyên đ
mt phng – đng thng – mt cu ca Tôi), tuy nhiên trong mt s trng hp nu không dung phng pháp
tng quát (không tính phng pháp chùm) thì làm sao đây….
Bài tp minh ha cho các dng:
Dng 1: Vit phng trình mt phng đi qua mt đim và tha mãn điu kin cho trc
Bài 1: (SBT – Ban C Bn T99) Trong không gian vi h to đ Oxyz .Vit phng trình mt phng
đi
qua đim
2; 1; 2
M , song song vi trc Oy và vuông góc vi mt phng
: 2 3 4 0
x y z
Gii:
Gi s mt phng
n j A B C
- Mt phng
vuông góc vi mt phng
. 0 .2 . 1 .3 0 3
n n A B C
Gii h (1), (2) và (3)
3, 0, 2, 2.
A B C D
: 5 – 4 3 1 0
x y z
Gii:
Gi s mt phng
có dng :
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
3
- Mt phng
đi qua đim
vuông góc vi mt phng
. 0 .5 . 4 .3 0 3
n n A B C
T (1) và (2) ta đc
3 21
, 6
2 2
C B A D B A
th vào (3) ta đc
2
A B
chn
1, 2 2, 15
B A C D
Vit phng trình mt phng
đi qua A đng thi song song vi d và d’
Gii:
Gi s mt phng
có dng :
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
đi qua đim M
'
. 0 .1 . 2 .1 0 3
d
n u A B C
T (1) và (2) ta đc
2 , 4 3
C A B D A B
th vào (3) ta đc
3
A B
chn
1, 3 5, 13
A B C D
Vy phng trình mt phng
là
3 5 13 0
x y z
là vtpt ca mt phng
P
. Các vtcp ca trc Ox và Oy là
1;0;0
i
và
0;1;0
j
.
Theo gi thit ta có h
0
2 2 2
2 2 2
0
2 2 2
1
sin 45
2
2
2
1
Chn
1
B
ta đc
2, 1
A C
Vy phng trình mt phng
P
đi qua đim
1;2;3
M là
đi qua M vuông góc vi mt phng và to vi mt phng mt góc
0
45
Gii:
Gi s mt phng
có dng
2 2 2
0 ( 0)
Ax By Cz D A B C
Gi
; ;
n A B C
là vtpt ca mt phng
Q
. Theo gi thit ta có h phng trình
2 2 2
2 0
1
2
x y
hoc
5 2 3 3 4 1 0
x y z
Bài 6: Trong không gian vi h trc ta đ Oxyz, cho đng thng
1 3
:
1 1 4
x y z
và đim
0; 2;0 .
M Vit phng trình mt phng (P) đi qua đim M song song vi đng thng đng thi khong
cách gia đng thng và mt phng (P) bng 4.
Gii:
Gi s mt phng
T gi thit ta có
2 2 2
. 4 0
/ /( ) (1)
| 5 |
4
( ;( )) 4 (2)
n u a b c
P
a b
d A P
a b c
Th
a c b
. Phng trình mt phng
1
: 4 8 16 0.
P x y z
Vi
2
a
c
chn
2, 1 2
a c b
. Phng trình mt phng
2
: 2 2 4 0.
P x y z
Bài 7: Vit phng trình mt phng (P) qua O, vuông góc vi mt phng
2 2 2 2
2 2 2
2
; 2 2 ( 2 ) 2( )
A B C
d M P A B C A B C
A B C
(2)
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
5
Thay (1) vào (2) , ta đc :
2
0
8 5 0
8
5
B
AB B
A
B
. Chn
(1)
5, 1 3
A B C
thì
2
: 5 8 3 0
P x y z
Bài 8: Trong không gian vi h ta đ Oxyz, cho đng thng
:
1
1 1 4
x y z
và đim
0;3; 2
M
. Vit
phng trình mt phng (P) qua M, song song
và khong cách gia đng thng
2
8
B C
B C
TH 1:
2
B C
chn
1, 2 2, 8
C B A D
TH 2:
8
B C
chn
Gi s mt phng
P
có dng :
2 2 2
0 0
ax by cz d a b c
Mt phng (P) qua A(1;1;2)
1 1 2 0
a x b y c z
Mt cu (S) có tâm
1; 2;2
I bán kính R = 2
Mt phng (Q) có VTPT
(2;1; 6)
5
9 4 4 4 3 10 0
5
11
2
a c
a c b
b c
a c b a c b
b c
b c
b a b c b bc c
b c
a c
TH 1: Chn
1 1, 1
c a b
1
: 2 2 6 0
P x y z
TH 2: Chn
11
1 , 5
2
c a b
2
11
: 1 5 1 2 0 11 10 2 5 0
2
P x y z x y z
Chú ý:
Nu thay đi gi thit là (P) đi qua mt đim M, song song vi đng thng d và tip xúc vi mt mt cu thì
cng làm tng t
Bài 10: (H – D 2010) Trong không gian to đ Oxyz, cho hai mt phng
Gi s mt phng
R
có dng :
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
R
vuông góc vi mt phng
P
. 0 .1 .1 .1 0 1
R P
n n A B C
- Mt phng
kt hp vi (3) ta đc hai phng trình mt
phng cn tìm là
1
: 2 2 0
R x z
và
2
: 2 2 0
R x z
Dng 2: Vit phng trình mt phng đi qua hai đim và tha mãn điu kin cho trc
Bài 11: (SGK – Ban C Bn T80) Trong không gian vi h to đ Oxyz .Vit phng trình mt phng
đi
qua hai đim
M
.1 .0 .1 0 1
A B C D
- Mt phng
đi qua
5;2;3
N
.5 .2 .3 0 2
A B C D
- Mt phng
vuông góc vi mt phng
đi qua hai đim
2;1;3 , 1; 2;1
M N và song song vi đng thng d có phng trình là:
1
: 2
3 2
x t
d y t
z t
Gii:
Gi s mt phng
có dng :
đi qua
1; 2;1
N
.1 . 2 .1 0 2
A B C D
- Mt phng
song song vi đng thng d
. 0 .1 .2 . 2 0 3
d
n u A B C
T (1) và (2) ta đc
1 3 1 7
0;0; 2
N
và
1;1;1
I . Vit
phng trình mt phng
P
qua hai đim A và B, đng thi khong cách t I ti mt phng
P
bng 3 .
Gii:
Gi s mt phng
P
có dng :
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
.0 .0 . 2 0 2
A B C D
T (1) và (2) ta đc
1
,
2
C A B D A B
Nên mt phng
P
có phng trình là
1
0
2
Ax By A B z A B
Theo gi thit
2 2
2
TH 2:
7
5
A
B
chn
7, 5 1, 2 : 7 5 2 0
A B C D P x y z
Bài 14: (H – B 2009 ) Trong không gian vi h to đ Oxyz, cho t din ABCD có các đnh
1;2;1 , 2;1;3 , 2; 1;1
A B C và
0;3;1
D . Vit phng trình mt phng
1;2;1
A
.1 .2 .1 0 1
a b c d
- Mt phng
P
đi qua
2;1;3
B
. 2 .1 .3 0 2
a b c d
T (1) và (2) ta đc
3 1 5
,
2 2 2
c a b d a b
2 2
2 2 2 2
3 1 5 5 3 1 5 5
.2 . 1 .1 .0 .3 .1
2 2 2 2 2 2 2 2
3 1 3 1
2 2 2 2
2 4
3
2 0
a b a b a b a b a b a b
a b a b a b a b
a b
a b a b
b
Bài 15: Trong không gian ta đ Oxyz, lp phng trình mt phng
P
đi qua hai đim
0; 1; 2 ,
A
1;0;3
B và tip xúc vi mt cu
S
có phng trình:
2 2 2
( 1) ( 2) ( 1) 2
x y z
Gii:
Gi s mt phng
P
có dng :
.1 .0 .3 0 2
a b c d
Mt cu
S
có tâm
1; 2; 1
I
và có bán kính
2
R
- Mt phng (P) tip xúc vi mt cu
2 2 2
.1 .2 . 1
, 2 3
a b c d
d I P R
a b c
a
b
. Chn
1, 1 0, 1
a b c d
, suy ra phng trình
1
: 1 0
P x y
TH 2:
8
3
a
b
. Chn
8, 3 5, 7
a b c d
, suy ra phng trình
2
: 8 3 5 7 0
Phng trình mt phng (P) đi qua M và N nên ta có
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
9
.0 . 1 .2 0 1
. 1 .1 .3 0 2
A B C D
A B C D
T (1) và (2) ta đc
2 , 2
A B C D B C
d K P
(loi)
TH 2: Nu
0
B
thì
2 2 2
1 1
,
2
4 2 4
2 1 2
B
d K P
B C BC
C
B
Du “=” xy ra khi B = – C. Chn C = 1 và B = – 1
Vy phng trình mt phng
x y z
và
: 3 5 – 1 0
x y z
đng thi song song vi mt phng
: 2 – 3 0
x y z
Gii:
Gi
là giao tuyn ca
và
1
7;0; 4
M
và
2
1; 2;0M
- Mt phng
P
đi qua
1
7;0; 4
M
.7 .0 . 4 0 1
A B C D
- Mt phng
3
; ;
2
P
B A
n A B
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
10
Mt phng
có vtpt
1;1;2
n
chn
1, 1 2, 1
A B C D
Vy mt phng
P
có phng trình là
2 1 0
x y z
Bài 18: (SBT – Ban Nâng Cao T125) Trong không gian vi h to đ Oxyz .Vit phng trình mt phng
P
a. i qua đim
2;1; 1
o
M
và qua giao tuyn ca hai mt phng
Q
: 2 – 7 0
x z
Gii:
a. Gi
là giao tuyn ca
Q
và
R
có phng trình
– – 4 0
:
3 – – 1 0
x y z
x y z
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
P
đi qua
3 11
; ;0
2 2
M
3 11
. . .0 0 1
2 2
A B C D
- Mt phng
M
.2 .1 . 1 0 3
A B C D
Gii h (1), (2) và (3) ta đc
15, 7, 7, 16 : 15 – 7 7 – 16 0
A B C D P x y z
b. Gi
là giao tuyn ca
và
có phng trình
0 0
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
P
đi qua
5;0; 13
M
.5 .0 . 13 0 1
A B C D
- Mt phng
P
đi qua
1;1;0
N
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
11
Mt phng
có vtpt
2;0; 1
n
, mt phng
P
vuông góc vi
2 4 0
:
2 2 4 0
x y z
x y z
2
1
: 2
1 2
x t
y t
z t
Vit phng trình mt phng
có dng :
2 2 2
0 0
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
P
đi qua
4 8
;0;
3 3
M
4 8
. .0 . 0 1
3 3
A B C D
- Mt phng
P
đi qua
ng thng
2
có vtcp
2
1;1;2
u
, mt phng
P
song song vi đng thng
2
2
1 3
. .1 .1 .2 0 5 0
2 4
P
n u A B A B B
d
và
2
2 1
:
1 1 1
x y z
d
. Vit phng trình mt phng cha
1
d
và hp vi
2
d
mt góc 30
0
.
Gii:
Gi s mt phng
P
có dng :
Do
P
qua
,
M N
nên:
0 2
0
A C D C A B
A B D D A B
Nên
( ) : (2 ) 0
P Ax By A B z A B
.
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
12
21
A
Vy có 2 mt phng tha mãn:
18 114 15 2 114 3 114
0
21 21 21
x y z
.
Bài 21: Trong không gian vi h to đ Oxyz cho đim
1;2;0 , 0;4;0 , 0;0;3
A B C . Vit phng trình mt
phng
P
cha OA, sao cho khong cách t B đn
P
0;0;0 1;2;0 .
O và A
0 0
2 0 2
D D
A B A B
Suy ra mp(P) có phng trình là:
2 0
Bx By Cz
- Theo gi thit thì:
2 2 2 2
4 3
3
, , 4 3 4 3
4
5 5
sao cho giao tuyn ca mt phng (P) và mt
cu
2 2 2
: 2 2 2 1 0
S x y z x y z
là đng tròn có bán kính r = 1.
Gii:
Gi s mt phng
P
có dng
2 2 2
0 ( 0)
Ax By Cz D A B C
- Chn hai đim
2;0; 2 , 3;1;0
M N d
Suy ra mt phng có phng trình là
3 0
2
A B
Ax By z A B
- Mt cu
2 2 2
: 1 1 1 4
S x y z
có tâm
1;1; 1
I
và bán kính
2
R
Mt phng ct mt cu theo mt đng tròn có bán kính
1
2 2
2 2
1
7 5
3 17 10 7 0
7
5 5 2
17
A
A B
B
A AB B
A
A B AB
B
TH 1:
1
: 1 3
2
x
d y z
. Vit phng trình mt phng (Q) cha đng
thng d và to vi mt phng (P) mt góc nh nht
Gii:
Gi s mt phng
Q
có dng
2 2 2
0 ( 0)
Ax By Cz D A B C
- Chn hai đim
1; 1;3 , 1;0;4
M N d
- Mt phng
Suy ra mt phng có phng trình là
2 7 4 0
Ax By A B z A B
và có vtpt
; ; 2
Q
n A B A B
- Mt phng (P) có vtpt
1; 2; 1
P
n
. Gi
là góc gia hai mt phng (P) và (Q) ta có
2 2
3
khi đó
2
1
3
cos
6
5 2 4
B
A
B B
A A
. t
B
x
A
và
2
cos
f x
1 1, 4 : 4 0
B C D P y z
Chú ý:
Ta có th xét trng hp
0
B
,
0
B
hoc
0
A B
,
0
A B
www.MATHVN.com
www.mathvn.com
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
14
Ax By Cz D A B C
- Chn hai đim
1; 2;0 , 0; 1;2
M N d
- Mt phng
P
cha d nên
.1 . 2 .0 0
,
2
.0 . 1 .2 0
2
A B
A B C D
C
M N P
A B C D
Gi
là góc gia hai mt phng
P
và Oy ta có
2 2 2
2 2
2
sin
5 5 2
2
B B
A B AB
A B
A B
sin
f x
2
4
5 2 5
f x
x x
, kho sát hàm s này ta đc
5 1
6 5
Maxf x x
Hin nhiên trong trng hp này
0
0
Vy TH 2 tha mãn tc là
1
5
A
B
1 2
:
2 1 2
x y z
d
. Vit phng trình mt phng () cha d sao cho khong cách t A đn () ln nht.
Gii:
Gi s mt phng
P
có dng
2 2 2
0 ( 0)
Ax By Cz D A B C
mt phng
P
có vtpt
; ;
P
n A B C
2 0 1
M P A C D
và
. 0 2 2 0 2
P d
n u A B C
T (1) và (2) ta đc
2
2
A B
C
D A B
suy ra mt phng
(loi)
TH 2:
0
B
. Chn
1
B
thì
: 2 2 2 1 2 2 0
P Ax y A z A
Khi đó
2 2 2
4 10 6 3 2 2
9 9 9 2
,
3
8 4 5 8 4 5
1 3
2 2
Bài 26: Trong không gian vi h ta đ Oxyz cho đim
10;2; 1
A
và đng thng d có
phng trình
1 2
1 3
x t
y t
z t
. Lp phng trình mt phng (P) đi qua A, song song vi d và khong cách t d ti (P)
là ln nht.
Gii:
- Gi s mt phng
P
có dng
- Mt phng đi qua đim
10;2; 1 10 2 0 1
A A B C D
- Mt phng (P) song song vi đng thng d nên
. 0 2 3 0 2
P d
n u A B C
T (1) và (2) ta đc
2 32 7
,
3 3
A B A B
C D
Vy mt phng (P) có phng trình
3 3 2 32 7 0
Ax By A B z A B
16
Xét hai trng hp
0
B
hoc
0
B
ta đc phng trình
: 7 5 77 0
P x y z
…Bn đc t gii
Dng 4: Vit phng trình mt phng đi qua 3 đim cho trc
Bài 27: (SGK – Ban C Bn T80) Trong không gian vi h to đ Oxyz .Vit phng trình mt phng
đi
qua ba đim M
3;0;0
. 1 .0 .0 0 1
A B C D
- Mt phng
đi qua
0; 2;0
N
.0 . 2 .0 0 2
A B C D
- Mt phng
đi qua
ct nhau hoc song song vi
nhau
Nhn xét:
Thc cht đây là bài toán vit phng trình mt phng đi qua ba đim phân bit trong đó ly hai đim thuc
đng thng này mà mt đim thuc đng thng kia (dng 4)
Bài 28: (H – D 2005) Trong không gian vi h to đ Oxyz cho hai đng thng
1
1 2 1
:
3 1 2
x y z
d
và
2
2 0
:
3 12 0
x y z
d
x y
. Chng minh d
= (3;-1;2)
d
2
có vtcp
2
u
= (3;-1;2) =
1
u
và M
1
d
2
vy d
1
// d
2
- Vit phng trình mt phng
cha c d
1
và d
có dng
2 2 2
0 ( 0)
Ax By Cz D A B C
- Mt phng
đi qua
1; 2; 1
M
.1 . 2 . 1 0 1
A B C D
- Mt phng
đi qua
Giáo viên: Nguyn Thành Long Email:
D: 01694 013 498
17
Vy mt phng
có phng trình là
15 11 17 10 0
x y z
Bài tp áp dng:
Bài 1:
a. Trong không gian vi h to đ Oxyz cho 3 đim
3;4;1 , 2;3;4 , 1; 0;2 .
M N E Vit
phng trình mt phng
: 3 5 0
x y z
b.
: 2 3 8 0
x y z
Bài 2: Trong không gian vi h to đ Oxyz cho đim
1; 1;0
M và mt phng (
P
có phng trình:
2 4 0.
x y z
Vit phng trình mt phng
(Sách bài tp nâng cao hình hc 12)
s:
: 3 4 19 0
x y z
Bài 4: Lp phng trình mt phng
P
đi qua
1; 1;3 , 1;0;4
M N và to vi mt phng
: 2 5 0
Q x y z
mt góc nh nht .
s:
. Vit phng trình mt
phng (
) đi qua
1;1;0 , 1;2;7
A B và vuông góc vi
P
(Tài liu ôn thi tt nghip nm 2009)
s:
:11 8 2 19 0
x y z
Bài 7: Trong không gian vi h to đ Oxyz cho đng thng d có phng trình
3
1
2
1
1
2
s:
: 3 5 0
x z
Bài 8: Vit phng trình mt phng
cha
1 1 2
:
2 1 5
x y z
d
sao cho khong cách t
5;1;6
A đn
ln nht.
s:
: 2 1 0
x y z
Bài 10: Trong các mt phng đi qua
1;1; 1
A
và vuông góc vi mt phng
: 2 2 0
x y z
. Vit
phng trình mt phng to vi Oy mt góc ln nht.
s:
5 1
: 0; : 3 0
2 2
y z x y z
d x z
và
2 5
’ : 3
2 1
x z
d y
. Vit phng trình mt phng )(
đi qua d và to vi d’ mt góc
0
30
s:
2 4 0 ; 2 2 0
x y z x y z
LI KT:
Chuyên đ gm 28 bài tp gii mu và 12 bài tp t gii có đáp s tuy cha minh ha ht các dng
bài tp nhng cng minh ha đc mt cách ti u phng pháp dùng PTTQ ca mt phng
Tôi không có t tng ca mt nhà vit sách hay gì c, tôi ch vit lên nhng dòng suy ngh và