Câu hỏi:

Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz,\) cho hai đường thẳng \({{d}_{1}}:\frac{x-1}{1}=\frac{y-2}{2}=\frac{z-1}{-\,1}\) và \({{d}_{2}}:\left\{ \begin{align} x=2-t \\ y=3-t \\ z=-\,2 \\ \end{align} \right..\) Mặt phẳng \(\left( P \right):x+by+cz+d=0\) (với \(b,\,\,c,\,\,d\in \mathbb{R}\)) vuông góc với đường thẳng \({{d}_{1}}\) và chắn \({{d}_{1}},\,\,{{d}_{2}}\) đoạn thẳng có độ dài nhỏ nhất. Tổng \(b+c+d\) bằng

  • A

    \(-\,7.\)

  • B

    \(1.\)

  • C

    \(-\,15.\)

  • D  \(-\,12.\)

Phương pháp giải:

Khai thác tối đa dữ kiện của bài toán để tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng và thông qua bài toán tìm điểm xác định giá trị nhỏ nhất của độ dài đường thẳng

Lời giải chi tiết:

Vì \(\left( P \right)\bot {{d}_{1}}\) suy ra \({{\vec{n}}_{\left( P \right)}}\)//\({{\vec{u}}_{{{d}_{1}}}}\)\(\Rightarrow \)\(\frac{1}{1}=\frac{b}{2}=\frac{c}{-\,1}\Rightarrow \left\{ \begin{align} b=2 \\ c=-\,1 \\ \end{align} \right.\Rightarrow \left( P \right):x+2y-z+d=0.\)

Gọi \(A\in {{d}_{1}}\Rightarrow A\left( a+1;2a+2;1-a \right)\) và \(B\in {{d}_{2}}\Rightarrow B\left( 2-m;3-m;-\,2 \right).\)

Mà \(A,\,\,B\in mp\,\,\left( P \right)\) suy ra \(\left\{ \begin{array}{l}a + 1 + 2\left( {2a + 2} \right) - \left( {1 - a} \right) + d = 0\\2 - m + 2\left( {3 - m} \right) + 2 + d = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}6a + d + 4 = 0\left( 1 \right)\\ - 3m + d + 10 = 0\left( 2 \right)\end{array} \right.\)

Lấy \(\left( 1 \right)-\left( 2 \right),\) ta được \(2a+m=2\Leftrightarrow m=2-2a\)\(\Rightarrow \)\(A{{B}^{2}}={{\left( 1-m-a \right)}^{2}}+{{\left( 1-m-2a \right)}^{2}}+{{\left( a-3 \right)}^{2}}\)

\(={{\left( a-1 \right)}^{2}}+{{\left( -\,1 \right)}^{2}}+{{\left( a-3 \right)}^{2}}=2{{a}^{2}}-8a+11=2{{\left( a-2 \right)}^{2}}+3\ge 3\Rightarrow AB\ge \sqrt{3}.\)

Dấu \(''\,\,=\,\,''\) xảy ra khi và chỉ khi \(a=2,\) thay vào \(\left( 1 \right),\) ta được \(d=-\,6a-4=-\,16.\)

Vậy tổng \(T=b+c+d=2-1-16=-\,15.\)

Chọn C



Làm Bài Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay