Câu hỏi: Trong không gian $Oxyz,$ cho hai đường thẳng ${{d}_{1}}:\left\{ \begin{aligned}
& x={{t}_{1}} \\
& y=-4+{{t}_{1}} \\
& z=3-{{t}_{1}} \\
\end{aligned} \right. $ và $ {{d}_{2}}:\left\{ \begin{aligned}
& x=1-2{{t}_{2}} \\
& y=-3+{{t}_{2}} \\
& z=4-{{t}_{2}} \\
\end{aligned} \right.. $ Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng $ Oxz, $ cắt hai đường thẳng $ {{d}_{1}} $ và $ {{d}_{2}}$ có phương trình là:
A. $\left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{3} \\
& y=-\dfrac{7}{3}+t \\
& z=\dfrac{10}{3} \\
\end{aligned} \right. $
B. $ \left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{7}t \\
& y=1-\dfrac{7}{3}t \\
& z=\dfrac{10}{3}t \\
\end{aligned} \right. $
C. $ \left\{ \begin{aligned}
& x=\dfrac{3}{7}t \\
& y=1-\dfrac{25}{7}t \\
& z=\dfrac{18}{7}t \\
\end{aligned} \right. $
D. $\left\{\begin{array}{l}x=\dfrac{3}{7} \\ y=-\dfrac{25}{7}+t \\ z=\dfrac{18}{7}\end{array}\right.$
& x={{t}_{1}} \\
& y=-4+{{t}_{1}} \\
& z=3-{{t}_{1}} \\
\end{aligned} \right. $ và $ {{d}_{2}}:\left\{ \begin{aligned}
& x=1-2{{t}_{2}} \\
& y=-3+{{t}_{2}} \\
& z=4-{{t}_{2}} \\
\end{aligned} \right.. $ Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng $ Oxz, $ cắt hai đường thẳng $ {{d}_{1}} $ và $ {{d}_{2}}$ có phương trình là:
A. $\left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{3} \\
& y=-\dfrac{7}{3}+t \\
& z=\dfrac{10}{3} \\
\end{aligned} \right. $
B. $ \left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{7}t \\
& y=1-\dfrac{7}{3}t \\
& z=\dfrac{10}{3}t \\
\end{aligned} \right. $
C. $ \left\{ \begin{aligned}
& x=\dfrac{3}{7}t \\
& y=1-\dfrac{25}{7}t \\
& z=\dfrac{18}{7}t \\
\end{aligned} \right. $
D. $\left\{\begin{array}{l}x=\dfrac{3}{7} \\ y=-\dfrac{25}{7}+t \\ z=\dfrac{18}{7}\end{array}\right.$
Cách giải:
Gọi giao điểm của đường thẳng cần tìm và đường thẳng ${{d}_{1}},{{d}_{2}}$ lần lượt là $A,B.$
Do $A\in {{d}_{1}}$ nên $A\left( {{t}_{1}};-4+{{t}_{1}}+3-{{t}_{1}} \right)$ và $B\in {{d}_{2}}$ nên $B\left( 1-2{{t}_{2}};-3+{{t}_{2}};4-{{t}_{2}} \right).$
Mặt phẳng $Oxz$ có $\overrightarrow{n}=\left( 0;1;0 \right)$ mà đường thẳng cần tìm vuông góc với mặt phẳng $Oxz$ nên nó có một vectơ chỉ phương là $\overrightarrow{u}=\left( 0;1;0 \right).$
Ta có: $\overrightarrow{AB}=k\overrightarrow{u}$
$\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& 1-2{{t}_{2}}-{{t}_{1}}=0 \\
& -3+{{t}_{2}}+4-{{t}_{1}}=k \\
& 4-{{t}_{2}}-3+{{t}_{1}}=0 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{1}}+2{{t}_{2}}=1 \\
& {{t}_{1}}-{{t}_{2}}+k=1 \\
& {{t}_{1}}-{{t}_{2}}=-1 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{1}}=-\dfrac{1}{3} \\
& {{t}_{2}}=\dfrac{2}{3} \\
& k=2 \\
\end{aligned} \right.$
Khi đó: điểm $A\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{13}{3};\dfrac{10}{3} \right)$ và $B\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{7}{3};\dfrac{10}{3} \right)\Rightarrow \overrightarrow{AB}=\left( 0;2;0 \right)=2\left( 0;1;0 \right).$
Phương trình đường thẳng qua $B\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{7}{3};\dfrac{10}{3} \right)$ và nhận $\dfrac{1}{2}\overrightarrow{AB}=\left( 0;1;0 \right)$ làm vectơ chỉ phương có dạng:
$\left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{3} \\
& y=-\dfrac{7}{3}+t \\
& z=\dfrac{10}{3} \\
\end{aligned} \right.$
Gọi giao điểm của đường thẳng cần tìm và đường thẳng ${{d}_{1}},{{d}_{2}}$ lần lượt là $A,B.$
Do $A\in {{d}_{1}}$ nên $A\left( {{t}_{1}};-4+{{t}_{1}}+3-{{t}_{1}} \right)$ và $B\in {{d}_{2}}$ nên $B\left( 1-2{{t}_{2}};-3+{{t}_{2}};4-{{t}_{2}} \right).$
Mặt phẳng $Oxz$ có $\overrightarrow{n}=\left( 0;1;0 \right)$ mà đường thẳng cần tìm vuông góc với mặt phẳng $Oxz$ nên nó có một vectơ chỉ phương là $\overrightarrow{u}=\left( 0;1;0 \right).$
Ta có: $\overrightarrow{AB}=k\overrightarrow{u}$
$\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& 1-2{{t}_{2}}-{{t}_{1}}=0 \\
& -3+{{t}_{2}}+4-{{t}_{1}}=k \\
& 4-{{t}_{2}}-3+{{t}_{1}}=0 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{1}}+2{{t}_{2}}=1 \\
& {{t}_{1}}-{{t}_{2}}+k=1 \\
& {{t}_{1}}-{{t}_{2}}=-1 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{1}}=-\dfrac{1}{3} \\
& {{t}_{2}}=\dfrac{2}{3} \\
& k=2 \\
\end{aligned} \right.$
Khi đó: điểm $A\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{13}{3};\dfrac{10}{3} \right)$ và $B\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{7}{3};\dfrac{10}{3} \right)\Rightarrow \overrightarrow{AB}=\left( 0;2;0 \right)=2\left( 0;1;0 \right).$
Phương trình đường thẳng qua $B\left( -\dfrac{1}{3};-\dfrac{7}{3};\dfrac{10}{3} \right)$ và nhận $\dfrac{1}{2}\overrightarrow{AB}=\left( 0;1;0 \right)$ làm vectơ chỉ phương có dạng:
$\left\{ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{1}{3} \\
& y=-\dfrac{7}{3}+t \\
& z=\dfrac{10}{3} \\
\end{aligned} \right.$
Đáp án A.