1. Trang Chủ
  2. Tài Liệu Học Tập
  3. Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức

Lý thuyết Đường thẳng và Mặt phẳng trong không gian - Nền tảng Toán 11

Chương trình Toán 11 Kết nối tri thức với Tri thức, phần Hình học không gian đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng nền tảng vững chắc cho các kiến thức nâng cao.

Bài học về Đường thẳng và Mặt phẳng trong không gian cung cấp các khái niệm cơ bản, tính chất quan trọng và phương pháp giải quyết các bài toán liên quan.

Tusach.vn xin giới thiệu tài liệu tổng hợp lý thuyết, ví dụ minh họa và bài tập vận dụng, giúp bạn học tập hiệu quả.

1. Khái niệm mở đầu

1. Khái niệm mở đầu

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức 1

Hình ảnh về mặt phẳng

- Để biểu diễn mặt phẳng ta thường dùng 1 hình bình hành như hình vẽ:

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức 2

- Để kí hiệu mặt phẳng ta dùng chữ cái in hoa hoặc chữ cái Hy Lạp đặt trong dấu ngoặc ( ).

VD: Mặt phẳng (P), mặt phẳng (\(\alpha \)).

- Điểm A thuộc mặt phẳng (P), ta kí hiệu \(A \in (P)\), điểm B không thuộc mặt phẳng (P) ta kí hiệu \(B \notin (P)\).Nếu \(A \in (P)\)ta còn nói A nằm trên (P) hoặc (P) chứa A hoặc (P) đi qua A.

*Quy tắc biểu diễn hình:

- Hình biểu diễn của đường thẳng là đường thẳng, của đoạn thẳng là đoạn thẳng.

- Hình biểu diễn của hai đường thẳng song song là 2 đường thẳng song song, của 2 đường thẳng cắt nhau là 2 đường thẳng cắt nhau.

- Hình biểu diễn giữ nguyên quan hệ liên thuộc giữa điểm và đường thẳng.

- Dùng nét liền để biểu diễn cho đường nhìn thấy và nét đứt đoạn để biểu diễn cho đường bị che khuất.

2. Các tính chất thừa nhận

- Có một và chỉ một đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt.

- Có một và chỉ một mặt phẳng đi qua 3 điểm không thẳng hàng.

- Tồn tại 4 điểm không cùng thuộc một mặt phẳng.

- Nếu có một đường thẳng có 2 điểm phân biệt thuộc một mặt phẳng thì tất cả các điểm của đường thẳng đều thuộc mặt phẳng đó.

- Nếu mọi điểm của đường thẳng d đều thuộc mặt phẳng (P) thì ta nói d nằm trong (P) hoặc (P) chứa d. Kí hiệu \(d \subset (P)\) hoặc .

- Nếu hai mặt phẳng phân biệt có điểm chung thì các điểm chung của hai mặt phẳng là một đường thẳng đi qua điểm chung đó. Đường thẳng đó được gọi là giao tuyến, kí hiệu .

- Trên mỗi mặt phẳng, tất cả các kết quả đã biết trong hìn\(d = (P) \cap (Q)\)h học phẳng đều đúng.

3. Xác định một mặt phẳng

Một mặt phẳng hoàn toàn được xác định khi biết nó đi qua 3 điểm không thẳng hàng.

Một mặt phẳng được hoàn toàn xác định khi biết nó đi qua một điểm và chứa 1 đường thẳng không đi qua điểm đó.

Một mặt phẳng được hoàn toàn xác định khi biết nó chứa hai đường thẳng cắt nhau.

4. Hình chóp và hình tứ diện

Cho đa giác lồi \({A_1}{A_2}...{A_n}\) và một điểm S nằm ngoài mặt phẳng chứa đa giác đó. Nối S với các đỉnh \({A_1},{A_2},...,{A_n}\)để được n tam giác \(S{A_1}{A_2},S{A_2}{A_3},...,S{A_n}{A_1}\). Hình gồm n tam giác \(S{A_1}{A_2},S{A_2}{A_3},...,S{A_n}{A_1}\)và đa giác \({A_1}{A_2}...{A_n}\)được gọi là hình chóp và kí hiệu là \(S.{A_1}{A_2}...{A_n}\).

Trong hình chóp \(S.{A_1}{A_2}...{A_n}\)điểm S được gọi là đỉnh và đa giác\({A_1}{A_2}...{A_n}\) được gọi là mặt đáy, các tam giác \(S{A_1}{A_2},S{A_2}{A_3},...,S{A_n}{A_1}\)được gọi là các mặt bên; các cạnh \(S{A_1},S{A_2},...,S{A_n}\)được gọi là cạnh bên; các cạnh\({A_1}{A_2},{A_2}{A_3}...,{A_n}{A_1}\) được gọi là các cạnh đáy.

VD: Hình chóp tứ giác S.ABCD

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức 3

Cho 4 điểm A, B, C, D không đồng phẳng. Hình gồm 4 tam giác ABC, ABD, ACD và BCD được gọi là hình tứ diện, kí hiệu là ABCD.

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức 4

Trong đó, các điểm A, B, C, D được gọi các đỉnh của tứ diện, các đoạn thẳng AB, BC, CD, DA, BD,AC được gọi là cạnh của tứ diện; các tam giác ABC, ABD, ACD và BCD gọi là mặt của tứ diện.

Hai cạnh không có đỉnh chung được gọi là hai cạnh đối diện, đỉnh không nằm trên một mặt gọi là đỉnh đối diện với mặt đó.

Lý thuyết Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối tri thức 5

Lý Thuyết Đường Thẳng và Mặt Phẳng trong Không Gian - Toán 11 Kết Nối Tri Thức

Chương trình Toán 11 Kết nối Tri thức, đặc biệt là phần Hình học không gian, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các khái niệm và phương pháp giải quyết bài toán liên quan đến đường thẳng và mặt phẳng trong không gian. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan và chi tiết về lý thuyết này, giúp bạn học tập hiệu quả và đạt kết quả tốt nhất.

1. Các Khái Niệm Cơ Bản

  • Đường thẳng trong không gian: Được xác định bởi một điểm và một vectơ chỉ phương, hoặc bởi hai điểm phân biệt.
  • Mặt phẳng trong không gian: Được xác định bởi ba điểm không thẳng hàng, một điểm và một vectơ pháp tuyến, hoặc bởi hai đường thẳng cắt nhau.
  • Vectơ chỉ phương của đường thẳng: Vectơ cùng phương với đường thẳng đó.
  • Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng: Vectơ vuông góc với mọi vectơ nằm trong mặt phẳng.

2. Quan Hệ Giữa Đường Thẳng và Mặt Phẳng

Có ba trường hợp xảy ra giữa một đường thẳng và một mặt phẳng:

  1. Đường thẳng song song với mặt phẳng: Vectơ chỉ phương của đường thẳng vuông góc với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng.
  2. Đường thẳng nằm trong mặt phẳng: Vectơ chỉ phương của đường thẳng cùng phương với một vectơ nằm trong mặt phẳng, và một điểm trên đường thẳng thuộc mặt phẳng.
  3. Đường thẳng cắt mặt phẳng: Đường thẳng và mặt phẳng có một điểm chung duy nhất.

3. Quan Hệ Giữa Hai Mặt Phẳng

Có ba trường hợp xảy ra giữa hai mặt phẳng:

  • Hai mặt phẳng song song: Vectơ pháp tuyến của hai mặt phẳng cùng phương.
  • Hai mặt phẳng trùng nhau: Hai mặt phẳng có cùng vectơ pháp tuyến và chứa một điểm chung.
  • Hai mặt phẳng cắt nhau: Giao tuyến của hai mặt phẳng là một đường thẳng.

4. Phương Trình Đường Thẳng trong Không Gian

Có nhiều dạng phương trình để biểu diễn một đường thẳng trong không gian:

  • Phương trình tham số:x = x0 + at, y = y0 + bt, z = z0 + ct, trong đó (x0, y0, z0) là một điểm thuộc đường thẳng và (a, b, c) là vectơ chỉ phương.
  • Phương trình chính tắc:(x - x0)/a = (y - y0)/b = (z - z0)/c

5. Phương Trình Mặt Phẳng trong Không Gian

Phương trình tổng quát của một mặt phẳng trong không gian có dạng:

Ax + By + Cz + D = 0, trong đó (A, B, C) là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng.

6. Bài Tập Vận Dụng

Bài 1: Viết phương trình tham số của đường thẳng đi qua điểm A(1, 2, 3) và có vectơ chỉ phương u = (2, -1, 1).

Bài 2: Tìm giao điểm của đường thẳng x = 1 + t, y = 2 - t, z = 3 + 2t và mặt phẳng 2x + y - z = 1.

7. Lời Khuyên Khi Học Tập

  • Nắm vững các định nghĩa và tính chất cơ bản.
  • Luyện tập thường xuyên các bài tập để hiểu rõ hơn về ứng dụng của lý thuyết.
  • Sử dụng hình ảnh minh họa để trực quan hóa các khái niệm.
  • Tham khảo các tài liệu tham khảo và bài giảng trực tuyến để bổ sung kiến thức.

Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Lý thuyết Đường thẳng và Mặt phẳng trong không gian - SGK Toán 11 Kết nối Tri thức. Chúc bạn học tập tốt!

Tải sách PDF tại TuSach.vn mang đến trải nghiệm tiện lợi và nhanh chóng cho người yêu sách. Với kho sách đa dạng từ sách văn học, sách kinh tế, đến sách học ngoại ngữ, bạn có thể dễ dàng tìm và tải sách miễn phí với chất lượng cao. TuSach.vn cung cấp định dạng sách PDF rõ nét, tương thích nhiều thiết bị, giúp bạn tiếp cận tri thức mọi lúc, mọi nơi. Hãy khám phá kho sách phong phú ngay hôm nay!

VỀ TUSACH.VN