Trong không gian Oxyz, cho hai điểm \(A\left( { – 3;\,0;\,1} \right), B\left( {1;\, – 1;\,3} \right)\) và mặt phẳng \(\left( P \right):x – 2y + 2z – 5 = 0\). Đường thẳng \(\left( d \right)\) đi qua A, song song với mặt phẳng \(\left( P \right)\) sao cho khoảng cách từ B đến đường thẳng d nhỏ nhất. Đường thẳng d có một vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow u = \left( {1;\,b;\,c} \right)\). Khi đó \(\frac{b}{c}\) bằng
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(\left( Q \right)\) là mặt phẳng đi qua \(A\left( { – 3;\,0;\,1} \right)\) và song song với \(\left( P \right)\Rightarrow \overrightarrow {{n_Q}} = \overrightarrow {{n_P}} = \left( {1; – 2;\,2} \right)\)
Phương trình mặt phẳng \(\left( Q \right):x – 2y + 2z + 1 = 0\).
Vì đường thẳng d đi qua A, song song với mặt phẳng \(\left( P \right)\) nên \(d \subset \left( Q \right)\).
Gọi \(H,\,K\) lần lượt là hình chiếu của B lên đường thẳng d và mặt phẳng \(\left( Q \right)\).
Khi đó \(d\left( {B,\left( d \right)} \right) = BH \ge BK\). Suy ra \(d{\left( {B,d} \right)_{\min }} = BK \Leftrightarrow H \equiv K\).
Gọi \(\Delta \) là đường thẳng đi qua B và vuông góc với mặt phẳng \(\left( Q \right) \Rightarrow \overrightarrow {{u_\Delta }} = \overrightarrow {{n_P}} = \left( {1;\, – 2;\,2} \right)\)
Phương trình tham số \(\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + t\\y = – 1 – 2t\\z = 3 + 2t\end{array} \right.\). Lấy \(H\left( {1 + t;\, – 1 – 2t;\,3 + 2t} \right) \in \Delta \).
Vì \(H \in \left( Q \right)\) nên \(\left( {1 + t} \right) – 2\left( { – 1 – 2t} \right) + 2\left( {3 + 2t} \right) + 1 = 0 \Leftrightarrow t = – \frac{{10}}{9}\).
Suy ra \(H\left( { – \frac{1}{9};\,\frac{{11}}{9};\frac{7}{9}} \right)\). Khi đó \(\overrightarrow {AH} = \left( {\frac{{26}}{9};\,\frac{{11}}{9};\, – \frac{2}{9}} \right) = \frac{{26}}{9}\left( {1;\,\frac{{11}}{{26}}; – \frac{2}{{26}}} \right)\).
Suy ra một vec tơ chỉ phương của d là \(\overrightarrow {{u_d}} = \left( {1;\frac{{11}}{{26}}; – \frac{2}{{26}}} \right) \Rightarrow b = \frac{{11}}{{26}},\,c = – \frac{2}{{26}}\).
Vậy \(\frac{b}{c} = – \frac{{11}}{2}\).