Sách giáo khoa Toán 12 Tập hai

Giải Vận dụng 5 trang 40 SGK Toán 12

Bài 14. Phương trình mặt phẳng   Đã kiểm chéo

Đề bài

(H.5.14) Góc quan sát ngang của một camera là $115°$. Trong không gian $Oxyz$, camera được đặt tại điểm $C(1; 2; 4)$ và chiếu thẳng về phía mặt phẳng $(P): x + 2y + 2z + 3 = 0$. Hỏi vùng quan sát được trên mặt phẳng $(P)$ của camera là hình tròn có bán kính bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất.)

Bài có hình vẽ / bảng trong sách — xem ở trang 40 · mở sách.
Mô tả hình bằng lời

Hình 5.14: Một camera gắn trên trần, chiếu xuống mặt phẳng $(P)$ nằm ngang bên dưới. Góc mở của chùm tia quan sát từ camera là $115°$. Vùng giao của chùm nón quan sát với mặt phẳng $(P)$ là một hình tròn (biểu diễn bằng hình elip do phối cảnh).

Lời giải

Bước 1. Tính khoảng cách từ camera đến mặt phẳng $(P)$.

Camera đặt tại $C(1;2;4)$ và chiếu *thẳng* về phía $(P)$, nghĩa là trục của chùm nón quan sát vuông góc với $(P)$. Chân đường vuông góc hạ từ $C$ xuống $(P)$ là tâm của vùng quan sát (hình tròn).

Khoảng cách từ $C$ đến $(P): x + 2y + 2z + 3 = 0$ là
$$d = d\big(C,(P)\big) = \dfrac{|1 + 2\cdot 2 + 2\cdot 4 + 3|}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2}} = \dfrac{|1 + 4 + 8 + 3|}{\sqrt{9}} = \dfrac{16}{3}.$$

Bước 2. Lập hệ thức tính bán kính.

Góc quan sát ngang (góc mở của chùm nón) là $115^\circ$, nên góc giữa trục nón và tia biên (nửa góc mở) là
$$\alpha = \dfrac{115^\circ}{2} = 57{,}5^\circ.$$

Gọi $H$ là tâm hình tròn quan sát, $M$ là một điểm trên đường tròn biên. Vì $CH \perp (P)$ nên tam giác $CHM$ vuông tại $H$, có $CH = d = \dfrac{16}{3}$ và $\widehat{HCM} = \alpha = 57{,}5^\circ$. Bán kính vùng quan sát là
$$R = HM = CH \cdot \tan\alpha = \dfrac{16}{3}\cdot \tan 57{,}5^\circ.$$

Bước 3. Tính và làm tròn.

$$R = \dfrac{16}{3}\cdot \tan 57{,}5^\circ \approx 5{,}333 \cdot 1{,}5697 \approx 8{,}37.$$

Vậy bán kính vùng quan sát trên $(P)$ là $R \approx 8{,}4$.

Đáp số

R ≈ 8,4

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.