Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt phẳng \((P)\) chứa điểm \(H(1;2;2)\) và cắt các trục \(Ox\), \(Oy\), \(Oz\) lần lượt tại \(A,\,B,\,C\) sao cho \(H\) là trực tâm của tam giác \(ABC\). Phương trình mặt phẳng \((P)\) là
\(x+2y-2z-9=0\) | |
\(2x+y+z-6=0\) | |
\(2x+y+z-2=0\) | |
\(x+2y+2z-9=0\) |
Chọn phương án D.
Giả sử \((P)\) cắt các trục tọa độ lần lượt tại \(A(a;0;0)\in Ox\), \(B(0;b;0)\in Oy\), \(C(0;0;c)\in Oz\).
Khi đó ta có phương trình đoạn chắn $$(P)\colon\dfrac{x}{a}+\dfrac{y}{b}+\dfrac{z}{c}=1.$$
Vì \(H\) là trực tâm của tam giác \(ABC\) nên $$\begin{aligned}
\begin{cases}
HA\bot BC\\
HB\bot AC
\end{cases}\Leftrightarrow&\begin{cases}
\overrightarrow{HA}\bot\overrightarrow{BC}\\
\overrightarrow{HB}\bot\overrightarrow{AC}
\end{cases}\\
\Leftrightarrow&\begin{cases}
\overrightarrow{HA}\cdot\overrightarrow{BC}=0\\
\overrightarrow{HB}\cdot\overrightarrow{AC}=0
\end{cases}\\
\Leftrightarrow&\begin{cases}
2b-2c&=0\\
a-2c&=0
\end{cases}\\
\Leftrightarrow&\begin{cases}
b=c\\
a=2c.
\end{cases}\quad(2)
\end{aligned}$$
Thay (2) vào (1) ta được $$\begin{aligned}
\dfrac{1}{2c}+\dfrac{2}{c}+\dfrac{2}{c}=1\Leftrightarrow&\,\dfrac{9}{2c}=1\\
\Leftrightarrow&\,c=\dfrac{9}{2}\\
\Leftrightarrow&\begin{cases}
a=2c=9\\
b=c=\dfrac{9}{2}.
\end{cases}
\end{aligned}$$
Vậy \((P)\colon\dfrac{x}{9}+\dfrac{y}{\tfrac{9}{2}}+\dfrac{z}{\tfrac{9}{2}}=1\)
hay \(x+2y+2z-9=0\).
Chọn phương án D.
Vì \(H\) là trực tâm của \(\triangle ABC\) nên
Suy ra \(BC\bot(HOA)\Rightarrow BC\bot OH\) (1).
Chứng minh tương tự, ta cũng có \(AC\bot OH\) (2).
Từ (1) và (2) suy ra \(OH\bot(ABC)\).
Vậy mặt phẳng \((P)\) đi qua \(H\) và nhận \(\overrightarrow{OH}=(1;2;2)\) làm vectơ pháp tuyến.
\(\begin{aligned}\Rightarrow(P)\colon&\,(x-1)+2(y-2)+2(z-2)=0\\ \Leftrightarrow &\,x+2y+2z-9=0.\end{aligned}\)