Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Bài viết này, Boxthuthuat sẽ chia sẻ với các bạn các công thức tính góc giữa hai đường thẳng trong mặt phẳng hoặc trong không gian, các trường hợp tính cụ thể, kèm bài tập ví dụ chi tiết. 

Công thức tính góc giữa 2 đường thẳng trong mặt phẳng Oxy

Tính dựa vào vector chỉ phương

Góc giữa hai đường thẳng bằng góc giữa 2 vector chỉ phương của 2 đường thẳng đó.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Trong mặt phẳng với hệ trục tọa độ Oxy, cho hai đường đường thẳng d1,d2.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

lần lượt là vector chỉ phương của d1;d2

Khi đó, cos của góc giữa 2 đường thẳng được xác định bằng công thức:

Tính dự vào vector pháp tuyến

Góc giữa hai đường thẳng trong mặt phẳng bằng góc giữa 2 vector pháp tuyến của 2 đường thẳng đó.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
Khi đó, cos của góc giữa 2 đường thẳng được xác định bằng công thức:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cách tính góc giữa 2 đường thẳng trong không gian

Góc giữa hai đường thẳng trong không gian bằng góc giữa 2 vector chỉ phương của 2 đường thẳng đó.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Trong hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai đường đường thẳng d1,d2.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
Khi đó, cos của góc giữa 2 đường thẳng được xác định bằng công thức:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Lưu ý: góc giữa 2 đường thẳng trong không gian không được tính bằng vector pháp tuyến như trong mặt phẳng.

Một số ví dụ minh họa

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Trên đây là những chia sẻ về góc giữa 2 đường thẳng trong mặt phẳng và trong không gian. Nếu có bất kỳ thắc mắc gì về phần kiến thức này, hãy comment bên dưới bài viết này nhé

Bài Viết Tương Tự

Ví dụ minh họa: Tìm giá trị lớn nhất của hàm số $f(x)=x^3-3x^2-9x+35$ trên đoạn …

Bài viết hôm nay, THPT Sóc Trăng sẽ giới thiệu đến quý bạn đọc công thức tính góc giữa hai đường thẳng trong mặt phẳng và trong không gian cực chi tiết. Các bạn dành thời gian chia sẻ để có thêm nguồn tư liệu quý phục vụ quá trình dạy và học tốt hơn nhé !

I. LÝ THUYẾT CẦN GHI NHỚ

1. Góc giữa hai đường thẳng là gì?

Bạn đang xem: Công thức tính góc giữa hai đường thẳng trong mặt phẳng và trong không gian

Hai đường thẳng trong không gian gồm 4 vị trí tương đối là cắt nhau, song song, trùng nhau và chéo nhau như sau:

  • Khi hai đường thằng song song hoặc trùng nhau thì góc hai đường thẳng bằng 0o
  • Khi hai đường thẳng cắt nhau sẽ tạo thành 2 góc đối đỉnh hay còn gọi là 4 góc. Lúc này ta chọn góc không tù là góc giữa hai đường thẳng
  • Khi hai đường thẳng chéo nhau, ta chọn một điểm bất kỳ trong không gian. Từ đó dựng lần lượt 2 đường thẳng song song với hai đường thẳng đã cho. Chính vì vậy, hai đường thẳng mới này cắt nhau và góc của chúng chính là góc giữa 2 đường thẳng đã được cho (Chú ý việc chọn điểm không ảnh hưởng đến số đo của góc).

2. Góc giữa hai mặt phẳng là gì?

Góc giữa 2 mặt phẳng là góc được tạo bởi hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó.

Trong không gian 3 chiều, góc giữa 2 mặt phẳng còn được gọi là ‘góc khối’, là phần không gian bị giới hạn bởi 2 mặt phẳng. Góc giữa 2 mặt phẳng được đo bằng góc giữa 2 đường thẳng trên mặt 2 phẳng có cùng trực giao với giao tuyến của 2 mặt phẳng.

Tính chất: Từ định nghĩa trên ta có:

  • Góc giữa 2 mặt phẳng song song bằng 0 độ,
  • Góc giữa 2 mặt phẳng trùng nhau bằng 0 độ.

II. CÔNG THỨC TÍNH GÓC GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG TRONG MẶT PHẲNG VÀ TRONG KHÔNG GIAN

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

1. Công thức tính

– Cho hai đường thẳng d, d’ có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Góc φ giữa hai đường thẳng được tính theo công thức:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

– Cho đường thẳng d có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 và mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến 
Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

Tính cosin góc giữa đường thẳng d với trục Ox biết 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Trục Ox có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cosin góc giữa d và Ox là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn B.

Ví dụ: 2

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz; gọi đường thẳng d đi qua A( -1; 0; -1), cắt 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 , sao cho cosin góc giữa d và 
Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 là nhỏ nhất. Phương trình đường thẳng d là

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. Đáp án khác

Hướng dẫn giải

Gọi giao điểm của đường thẳng d và Δ1 là M( 1+ 2t; 2+ t; -2- t)

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Đường thẳng Δ2 có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> cosin góc giữa hai đường thẳng d và Δ2 là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> cosin góc giữa hai đường thẳng d và Δ2 là 0 khi t= 0.

Khi đó; M( 1; 2; – 2) và 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Vậy phương trình đường thẳng d là: 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn B.

III. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP

Bài 1:

Cho đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 và mặt phẳng (P): 4x- 4y+ 2z- 9= 0. Xác định m để 
Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

A. m= 1

B.m= – 1

C. m= – 2

D. m= -1 hoặc m= -7

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Mặt phẳng (P) có vecto pháp tuyến 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> Sin góc tạo bởi đường thẳng d và mặt phẳng (P) là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Theo giả thiết ta có: 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn D.

Bài 2:

Cho đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 ; điểm A( 2; 0; 0); B (0; 1; 0) và C( 0;0;- 3).Xác định sin góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (ABC) ?

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. Đáp án khác

Hướng dẫn giải

+ Phương trình mặt phẳng (ABC): 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Hay ( ABC): 3x + 6y – 2z – 6= 0

Mặt phẳng (ABC) có vecto pháp tuyến 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 .

+ Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 .

=> Sin góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P) là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn A.

Bài 3:

Cho bốn điểm A( 1; 0;1) ; B( -1; 2; 1); C( -1; 2; 1) và D( 0; 4; 2). Xác định cosin góc giữa hai đường thẳng AB và CD?

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. Đáp án khác

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng AB có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

+ Đường thẳng CD có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 .

=> Cosin góc giữa hai đường thẳng AB và CD là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn C.

Bài 4:

Cho đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 . Xác định m để cosin góc giữa hai đường thẳng đã cho là: 
Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

A. m= 2

B. m = – 4

C. m= (- 1)/2

D. m= 1

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d1 có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Đường thẳng d2 có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Để cosin góc giữa hai đường thẳng đã cho là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn C.

Bài 5:

Cho đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 và mặt phẳng (P): x+ my- z+ 100= 0. Xác định m để cosin góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P) là 
Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 ?

A. m= ± 1

B.m= ± 2

C. m= 0

D. m= ± 3

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Mặt phẳng (P) có vecto pháp tuyến 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> Sin góc tạo bởi đường thẳng d và mặt phẳng (P) là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Theo giả thiết ta có:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn A.

Bài 6:

Tính góc giữa 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 và d’ là giao tuyến của hai mặt phẳng: (P): x + 2y – z + 1 = 0 và (Q): 2x + 3z – 2 = 0?

A. 30o

B. 45o

C. 60o

D. 90o

Hướng dẫn giải

Hai mặt phẳng (P)và (Q) có vecto pháp tuyến là: 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

d’ là giao tuyến của (P) và (Q) nên vectơ chỉ phương của d’ là

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Cosin góc giữa d và d’ là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> góc giữa d và d’ bằng 90o.

Chọn D.

Bài 7:

Tính sin góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P) biết 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 và (P): 2x – y + 2z – 1 = 0?

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. Đáp án khác

Hướng dẫn giải

Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Mặt phẳng (P) có vecto pháp tuyến 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 nên sin góc giữa d và (P) là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn A.

Bài 8:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz; gọi d đi qua điểm A( 1; -1; 2) , song song với (P): 2x- y- z+ 3= 0 , đồng thời tạo với đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 một góc α sao cho cosα đạt giá trị nhỏ nhât. Phương trình đường thẳng d là.

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Hướng dẫn giải

+ Đường thẳng Δ có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

+ Vì d// (P) nên hai vecto ud→ và n→ vuông góc với nhau.

=> ud→.n→= 0 ⇔ 2a- b- c= 0 ⇔ c= 2a- b

+ Cosin góc tạo bởi đường thẳng d và Δ là:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

=> cosin góc tạo bởi hai đường thẳng d và Δ đạt giá trị nhỉ nhất là 0 khi 5a- 4b= 0

Chọn a= 4 => b= 5 và c= 3

+ Đường thẳng d đi qua điểm A (1; -1; 2) và nhận vecto 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 làm vecto chỉ phương

=> Phương trình d: 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn C.

Bài 9:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz; cho đường thẳng 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 mặt phẳng (P): 2x- y- z+ 5= 0 và M( 1; -1; 0). Đường thẳng Δ đi qua điểm M, cắt d và tạo với mặt phẳng (P) một góc thỏa mãn sin (Δ; (P))= 0,5

A. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

B.

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

C. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

D. 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Bài 10:

Trong không gian Oxyz, cho điểm A( -2; 0; 0), đường thẳng d qua điểm A cắt và tạo với trục Oy góc 45o. Đường thẳng d có vecto chỉ phương là:

A. ( 2;2; 1) hoặc ( 2;- 2; 1)

B . ( 2; -1;0) hoặc ( 2; 1;0)

C. ( 1;2; 0) hoặc ( – 2; 1;0)

D. ( 2; 2; 0) hoặc ( 2; -2; 0)

Hướng dẫn giải

Gọi giao điểm của đường thẳng d và trục Oy là M( 0; m;0)

Trục Oy có vectơ chỉ phương là 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính
 .

Góc giữa đường thẳng d và trục Oy là 45o nên ta có:

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

+ Với m= 2 đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

+Với m = -2 đường thẳng d có vecto chỉ phương 

Cách tính góc giữa hai đường thẳng bằng máy tính

Chọn D.

Vậy là THPT Sóc Trăng đã giới thiệu đến các bạn công thức tính góc giữa hai đường thẳng trong mặt phẳng và trong không gian cực chi tiết. Hi vọng, đây sẽ là nguồn tư liệu thiết yếu giúp các bạn dạy và học tốt hơn. Xem thêm công thức tính góc giữa hai vectơ tại đường link này bạn nhé !

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo dục

Bản quyền bài viết thuộc trường THPT thành Phố Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!

Nguồn chia sẻ: Trường THPT Sóc Trăng (thptsoctrang.edu.vn)