Câu hỏi:

05/02/2026 6 Lưu

Trong không gian \(Oxyz\), cho hai điểm \(A\left( {1;2 - 5} \right),\,B\left( { - 3;0;1} \right)\). Các mệnh đề sau đây đúng hay sai?

a) Trung điểm của \(AB\) là \(I\left( { - 1;1;2} \right)\).

Đúng
Sai

b) Phương trình mặt cầu, nhận \(AB\) làm đường kính là \({\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 14\).

Đúng
Sai

c) Phương trình mặt cầu tâm \(A\) và đi qua điểm \(B\) là \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 4y + 10z - 14 = 0\).

Đúng
Sai
d) Mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm thuộc \(Ox\) và đi qua 2 điểm \(A,B\) có bán kính bằng \(5\sqrt 5 \).
Đúng
Sai

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Ta có trung điểm \(I\) của \(AB\) có tọa độ là:

\({x_I} = \frac{{{x_A} + {x_B}}}{2} = \frac{{1 + \left( { - 3} \right)}}{2} =  - 1;\,{y_I} = \frac{{{y_A} + {y_B}}}{2} = \frac{{2 + 0}}{2} = 1;\,{z_I} = \frac{{{z_A} + {z_B}}}{2} = \frac{{\left( { - 5} \right) + 1}}{2} =  - 2\)

Vậy \(I\left( { - 1;1; - 2} \right)\). Do đó mệnh đề a) sai.

b) Mặt cầu nhận \(AB\) là đường kính nên nhận \(I\) là tâm mặt cầu.

Bán kính \(R = IA = \sqrt {{{\left( { - 1 - 1} \right)}^2} + {{\left( {1 - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 2 + 5} \right)}^2}}  = \sqrt {14} \)

Phương trình mặt cầu là: \({\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 14\)

Vậy mệnh đề b) đúng.

c) Phương trình mặt cầu có tâm là \(A,\) đi qua \(B\) nên có bán kính \(R = AB = \sqrt {{{\left( {1 + 3} \right)}^2} + {{\left( {2 - 0} \right)}^2} + {{\left( { - 5 - 1} \right)}^2}}  = 2\sqrt {14} \)

Do đó phương trình mặt cầu là:

\({\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z + 5} \right)^2} = {\left( {2\sqrt {14} } \right)^2} \Leftrightarrow {x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 4y + 10z - 26 = 0\)

Vậy mệnh đề c) sai.

d) Phương trình mặt cầu \(S\) có dạng: \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 2ax - 2by - 2cz + d = 0\)

Gọi \(J\) là tâm mặt cầu \(S\), vì \(J \in Ox \Rightarrow J\left( {a;0;0} \right) \Rightarrow b = 0,c = 0\)

Do đó phương trình mặt cầu có dạng: \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 2ax + d = 0\).

Vì \(A\left( {1;2; - 5} \right)\) thuộc mặt cầu \(S\) nên ta thay vào được: \( - 2a + d =  - 30\).

Vì \(B\left( { - 3;0;1} \right)\) thuộc mặt cầu \(S\) nên ta thay vào được: \(6a + d =  - 10\).

Giải hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l} - 2a + d =  - 30\\6a + d =  - 10\end{array} \right. \Leftrightarrow a = \frac{5}{2},d =  - 25\).

\(R = \sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2} - d}  = \sqrt {{{\left( {\frac{5}{2}} \right)}^2} - \left( { - 25} \right)}  = \frac{{5\sqrt 5 }}{2}\). Vậy mệnh đề d) sai.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Giả sử mặt cầu \(\left( S \right)\) có phương trình \(\left( S \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} + 4x - 6y + 2m = 0\).

Mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm \(I\left( { - 2;3;0} \right)\) và bán kính \(R = \sqrt {13 - 2m} \) với \(m < \frac{{13}}{2}\).

Đường thẳng \(\Delta \) đi qua điểm \(M\left( {4;3;3} \right)\) và có một vtcp là \(\overrightarrow u  = \left( {2;1;2} \right)\).

Khoảng cách từ tâm \(I\) đến đường thẳng \(\Delta \) bằng

\(d = d\left( {I;\Delta } \right) = \frac{{\left| {\left[ {\overrightarrow {IM} ,\overrightarrow u } \right]} \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|}} = 3\).

Vì đường thẳng \({\rm{\Delta }}\) cắt mặt cầu \(\left( S \right)\) tại hai điểm phân biệt \(A,B\) sao cho \(AB = 8\) nên ta có \({d^2} + \frac{{A{B^2}}}{4} = {R^2} \Leftrightarrow {3^2} + 16 = 13 - 2m \Leftrightarrow m =  - 6\). ( thỏa điều kiện).

Suy ra bán kính mặt cầu là  \(R = \sqrt {13 - 2.\left( { - 6} \right)}  = 5\).

Lời giải

Gọi \[D\left( {x;y;z} \right) \Rightarrow \overrightarrow {AD}  = \left( {x + 2;y;z} \right);\,\,\overrightarrow {BD}  = \left( {x;y + 2;z} \right);\,\,\overrightarrow {CD}  = \left( {x;y;z + 2} \right)\].

Vì \(DA,DB,DC\) đôi một vuông góc nên:

\(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BD}  = 0\\\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {CD}  = 0\\\overrightarrow {BD} .\overrightarrow {CD}  = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x\left( {x + 2} \right) + y\left( {y + 2} \right) + {z^2} = 0\\x\left( {x + 2} \right) + {y^2} + z\left( {z + 2} \right) = 0\\{x^2} + y\left( {y + 2} \right) + z\left( {z + 2} \right) = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow x = y = z =  - \frac{4}{3}\).

\(I\left( {a;b;c} \right)\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện \(ABCD\) nên:

\[\left\{ \begin{array}{l}IA = IB\\IA = IC\\IA = ID\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {a + 2} \right)^2} + {b^2} + {c^2} = {a^2} + {\left( {b + 2} \right)^2} + {c^2}\\{\left( {a + 2} \right)^2} + {b^2} + {c^2} = {a^2} + {b^2} + {\left( {c + 2} \right)^2}\\{\left( {a + 2} \right)^2} + {b^2} + {c^2} = {\left( {a + \frac{4}{3}} \right)^2} + {\left( {b + \frac{4}{3}} \right)^2} + {\left( {c + \frac{4}{3}} \right)^2}\end{array} \right.\].

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = b\\a = c\\4a + 4 = 8a + \frac{{16}}{3}\end{array} \right. \Leftrightarrow a = b = c = \frac{{ - 1}}{3}\]. Vậy \(a + b + c =  - 1\).

Câu 6

A. \[{x^2} + {y^2} + {z^2} - 8x + 4y - 2z - 21 = 0\].                              

B. \[{x^2} + {y^2} + {z^2} + 8x - 4y + 2z + 12 = 0\].                                 

C.  \[{x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x + 2y - z + 21 = 0\].           
D. \[{x^2} + {y^2} + {z^2} - 8x + 4y - 2z + 12 = 0\].

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP