Câu hỏi:

05/02/2026 281 Lưu

Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt cầu \(\left( S \right)\) tâm  \(I\left( { - 2;3;0} \right)\) và đường thẳng \({\rm{\Delta }}:\frac{{x - 4}}{2} = \frac{{y - 3}}{1} = \frac{{z - 3}}{2}\). Biết đường thẳng \({\rm{\Delta }}\) cắt mặt cầu \(\left( S \right)\) tại hai điểm phân biệt \(A,B\) sao cho \(AB = 8\). Tính bán kính của mặt cầu \(\left( S \right)\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

5

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  \(R = \sqrt {13 - 2.\left( { - 6} \right)}  = 5\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Gọi \[H\left( {2t;3t - 1; - t + 4} \right) \in \left( d \right)\] là điểm tiếp xúc của mặt cầu và đường thẳng \[\left( d \right)\]

Khi đó \[\overrightarrow {IH}  = \,\left( {2t - 1;\,3t - 2;\, - t + 6} \right)\]

Do mặt cầu tiếp xúc với đường thẳng \[\left( d \right):\,\,\frac{x}{2} = \frac{{y + 1}}{3} = \frac{{z - 4}}{{ - 1}}\] có VTCP \[\overrightarrow u \,\left( {2;3; - 1} \right)\]

Nên \[\overrightarrow {IH} .\overrightarrow u  = 0 \Leftrightarrow 2\left( {2t - 1} \right) + 3\left( {3t - 2} \right) - ( - t + 6) = 0 \Leftrightarrow t = 1\]

Hay \[\overrightarrow {IH}  = \left( {1;1;5} \right) \Rightarrow IH = \sqrt {27} \]

Vậy phương trình mặt cầu là \[{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 27\].

Suy ra bán kính mặt cầu là \[R = \sqrt {27}  = 3\sqrt 3  \approx 5,2\].

Lời giải

Khu vực phủ sóng của thiết bị là một vùng không gian có dạng hình cầu có tâm là \(I\left( { - 1;2;4} \right)\), bán kính \(R = 4\).

Ta có: \(IM = \sqrt {21}  > R\); \(IP = \sqrt {42}  > R\); \(IQ = \sqrt {26}  > R\) nên 3 vị trí \(M,P,Q\) không thu được sóng từ thiết bị; còn \(IN = 3 < R\) nên ở vị trí \(N\) sẽ thu được sóng.

Câu 3

a) Khoảng cách giữa hai điểm \(A\) và \(B\) bằng \(36\).

Đúng
Sai

b) Phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) đường kính \(AB\) có dạng: \({\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 9\).

Đúng
Sai

c) Mặt cầu \(\left( S \right)\) đường kính \(AB\) tiếp xúc với mặt phẳng \(\left( P \right):x - 2y + 2z - 15 = 0\).

Đúng
Sai
d) Giả sử đặt hai trạm thu phát sóng tại hai điểm \(A\) và \(B\), với bán kính phủ sóng của mỗi trạm bằng bán kính mặt cầu \(\left( S \right)\) thì người sử dụng điện thoại tại điểm \(M\left( {2;1; - 1} \right)\) sử dụng được dịch vụ của trạm phát thu phát sóng.
Đúng
Sai

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

Câu 4

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