Trong không gian với hệ Oxyz cho 4 điểm A(1; 2; 3), B(-2; 2; -3), C(1; 1; -5), D(3; -1; -2) và 1 điểm M thuộc đường thẳng CD. Viết phương trình mặt phẳng (ABM) biết thể tích khối tứ diện M.ABC gấp 2 lần thể tích khối tứ diện M.ABD.
Mặt phẳng (ABM) đi qua điểm A có phương trình dạng
a(x - 1) + b(y - 2) + c(z - 3) = 0 (a2 + b2 + c2 ≠ 0)
B thuộc (BAM) <=> -3a + 0 - 6c = 0 <=> a = -2c (1)
Ta có
VM.ABC = 2VM.ABD ⇔ d(C, (ABM)). SABM = d(D, (ABM)). SABM
⇔ d(C, (ABM)) = 2(D, (AMB)) ⇔ = 2.
⇔ |b + 8c| = 2.|2a - 3b - 5c| (2)
Thay (1) vào (2) ta được |b + 8c| = 2|3b + 9c| <=> b = -2c hoặc b = - c
Với b = -2c. Do a2 + b2 + c2 ≠ 0 nên c ≠ 0. chọn c = -1 thì a = b = 2
=> phương trình (ABM): 2x + 2y - z - 3 = 0
Với b = - c. Do a2 + b2 + c2 ≠ 0 nên c ≠ 0 chọn c = -7 => b = 26, a = 14
=> phương trình (ABM): 14x + 26y - 7z - 45 = 0 .