Tính góc giữa các cặp đường thẳng sau:  ∆1: căn bậc hai của 3 + y – 4 = 0 và ∆2: x + (căn bậc hai của 3)y + 3 = 0

Bài 7.8 trang 41 Toán 10 Tập 2: Tính góc giữa các cặp đường thẳng sau: 

a) ∆₁:$\sqrt{3}x$ + y – 4 = 0 và ∆₂: x +$\sqrt{3}y$ + 3 = 0; 

b) d₁: $\left\{\begin{array}{l}x=-1+2t\\ y=3+4t\end{array}\right.$và d₂: $\left\{\begin{array}{l}x=3+s\\ y=1-3s\end{array}\right.$           (t, s là các tham số). 

Trả lời

a) Vectơ pháp tuyến của đường thẳng ∆₁: $\sqrt{3}x$+ y – 4 = 0 là $\overrightarrow{n_1}=\left(\sqrt{3};1\right)$ và của ∆₂: x +$\sqrt{3}y$ + 3 = 0 là $\overrightarrow{n_2}=\left(1;\sqrt{3}\right)$. 

Gọi φ là góc giữa hai đường thẳng ∆₁ và ∆₂. Ta có: 

cosφ = $\left|\cos \left(\overrightarrow{n_1},\overrightarrow{n_2}\right)\right|=\frac{\left|\overrightarrow{n_1}.\overrightarrow{n_2}\right|}{\left|\overrightarrow{n_1}\right|.\left|\overrightarrow{n_2}\right|}=\frac{\left|\sqrt{3}.1+1.\sqrt{3}\right|}{\sqrt{{\left(\sqrt{3}\right)}^2+1^2}.\sqrt{1^2+{\left(\sqrt{3}\right)}^2}}=\frac{2\sqrt{3}}{2.2}=\frac{\sqrt{3}}{2}$. 

Do đó, góc giữa ∆₁ và ∆₂ là φ = 30°.

b) Vectơ chỉ phương của đường thẳng d₁ là $\overrightarrow{u_1}=\left(2;4\right)$, của đường thẳng d₂ là $\overrightarrow{u_2}=\left(1;-3\right)$. 

Suy ra vectơ pháp tuyến của đường thẳng d₁ là $\overrightarrow{n_1}=\left(4;-2\right)$, của đường thẳng d₂ là $\overrightarrow{n_2}=\left(3;1\right)$. 

Gọi α là góc giữa hai đường thẳng d₁ và d₂. Ta có: 

cosα = $\left|\cos \left(\overrightarrow{n_1},\overrightarrow{n_2}\right)\right|=\frac{\left|\overrightarrow{n_1}.\overrightarrow{n_2}\right|}{\left|\overrightarrow{n_1}\right|.\left|\overrightarrow{n_2}\right|}=\frac{\left|4.3+\left(-2\right).1\right|}{\sqrt{4^2+{\left(-2\right)}^2}.\sqrt{3^2+1^2}}=\frac{10}{\sqrt{20}.\sqrt{10}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$. 

Do đó, góc giữa d₁ và d₂ là α = 45°.