Câu hỏi:

24/02/2026 31 Lưu

Trong không gian \(Oxyz\), cho đường thẳng \(\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 9 + 3a + at\\y = 4 + 3b + bt\\z = 4 + 6a - 6b + 2\left( {a - b} \right)t\end{array} \right.\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\). Gọi \(\left( S \right)\) là mặt cầu tâm \(O\), có bán kính nhỏ nhất và tiếp xúc với \(\Delta \). Khi đó \(\left( S \right)\) đi qua điểm nào sau đây?

A. \(K\left( {\frac{1}{2};\, - \frac{{\sqrt 3 }}{2};\,\sqrt 3 } \right)\). 
B. \(N\left( {\frac{1}{2};\,\frac{{\sqrt 3 }}{2};\,1} \right)\).
C. \(P\left( {0\,;\,\frac{1}{2};\,\frac{1}{2}} \right)\). 
D. \(M\left( {1\,;\,0;\,0} \right)\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Lời giải

Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}x = 9 + 3a + at\\y = 4 + 3b + bt\\z = 4 + 6a - 6b + 2\left( {a - b} \right)t\end{array} \right.\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 9 + a \cdot \left( {3 + t} \right)\\y = 4 + b \cdot \left( {3 + t} \right)\\z = 4 + \left( {2a - 2b} \right) \cdot \left( {3 + t} \right)\end{array} \right.\,\,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\).

Đặt \(s = 3 + t,\,\,s \in \mathbb{R}\). Khi đó \(\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 9 + as\\y = 4 + bs\\z = 4 + \left( {2a - 2b} \right)s\end{array} \right.\left( {s \in \mathbb{R}} \right)\).

Nhận xét \(\Delta \) luôn đi qua điểm \(A\left( {9;\,4;\,4} \right)\) điểm cố định và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow u  = \left( {a\,;\,b\,;\,2a - 2b} \right)\).

Gọi \[\overrightarrow n  = \left( {m\,;\,n\,;\,l} \right) \bot \overrightarrow u \,\,,\,\,\forall a\,,\,b\]\[\left( {{m^2} + {n^2} + {l^2} > 0} \right)\].

Ta có \[ma\, + \,nb\, + 2la - 2lb = 0\]\[ \Leftrightarrow \left( {m + 2l} \right)a + \left( {n - 2l} \right)b = 0,\] đúng \[\forall a,\,b\]

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m + 2l = 0\\n - 2l = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m =  - 2l\\n = 2l\end{array} \right.\]\[ \Rightarrow \overrightarrow n  = \left( { - 2l\,;\,2l\,;\,l} \right) =  - l\left( {2\,;\, - 2\,;\, - 1} \right).\]

Do đó \(\Delta \) luôn nằm trong mặt phẳng \(\left( P \right)\) đi qua \(A\left( {9;\,4;\,4} \right)\)và có một vectơ pháp tuyến là \[\overrightarrow {{n_P}}  = \left( {2;\, - 2;\, - 1} \right).\] Phương trình mặt phẳng \(\left( P \right):2x - 2y - z - 6 = 0\).

Gọi \(K\) là hình chiếu của \(O\) trên \(\Delta \).

Gọi \(H\) là hình chiếu của \(O\) trên \(\left( P \right)\).

Gọi (S) là mặt cầu tâm O, có bán kính nhỏ nhất và tiếp xúc với Delta . Khi đó (S) đi qua điểm nào sau đây? (ảnh 1)

Ta có \(OH \le OK \le OA\).

\(O{K_{\min }} = OH = d\left( {O,\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| { - 6} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2}} }} = 2\).

\(O{K_{\min }}\) khi \(K \equiv H\)\( \Rightarrow \)\(\Delta  \equiv AH\)\( \Rightarrow \) Mặt cầu \(\left( S \right)\) tâm \(O\) tiếp xúc \(\Delta \) có bán kính nhỏ nhất là \(2\).

Phương trình mặt cầu tâm \(O\) bán kính bằng \(2\) có dạng: \({x^2} + {y^2} + {z^2} = 4\).

\( \Rightarrow \)\(\left( S \right)\) luôn đi qua điểm \(K\left( {\frac{1}{2};\, - \frac{{\sqrt 3 }}{2};\,\sqrt 3 } \right)\). Chọn A.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Lời giải

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, các cạnh bên đều bằng a. Gọi M là trung điểm của CD. Côsin của góc giữa hai đường thẳng SM và AC bằng  (ảnh 1)

Gọi \[N\] là trung điểm của \[AD\]. Khi đó \[MN\,{\rm{//}}\,AC\] nên \[\left( {SM,AC} \right) = \left( {SM,MN} \right)\].

\[ABCD\] là hình vuông cạnh \[a\]\[ \Rightarrow AC = a\sqrt 2 \]\[ \Rightarrow MN = \frac{1}{2}AC = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}\].

\[\Delta SCD\] là tam giác đều cạnh \[a\]\[ \Rightarrow SM = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\].

\[\Delta SAD\] là tam giác đều cạnh \[a\]\[ \Rightarrow SN = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\].

\[SM = SN = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\] \[ \Rightarrow \Delta SMN\] cân tại \[S\]\[ \Rightarrow \widehat {SMN} < 90^\circ \].

Vậy \[\left( {SM,AC} \right) = \left( {SM,MN} \right) = \widehat {SMN}\].

Trong \[\Delta SMN\], ta có: \[\cos \widehat {SMN} = \frac{{S{M^2} + M{N^2} - S{N^2}}}{{2SM.SN}} = \frac{{\frac{{3{a^2}}}{4} + \frac{{{a^2}}}{2} - \frac{{3{a^2}}}{4}}}{{2 \cdot \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \cdot \frac{{a\sqrt 2 }}{2}}} = \frac{{\sqrt 6 }}{6}\].

Vậy \[\cos \left( {SM,AC} \right) = \cos \widehat {SMN} = \frac{{\sqrt 6 }}{6}\]. Chọn C.

Lời giải

Lời giải

Thời điểm chất điểm \(B\) đuổi kịp chất điểm \(A\) thì chất điểm \(B\) đi được \(15\)giây, chất điểm \(A\) đi được \(18\) giây.

Biểu thức vận tốc của chất điểm \(B\) có dạng \({v_B}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t}  = at + C\) mà \({v_B}\left( 0 \right) = 0\) nên \({v_B}\left( t \right) = at\).

Do từ lúc chất điểm \(A\) bắt đầu chuyển động cho đến khi chất điểm \(B\) đuổi kịp thì quãng đường hai chất điểm đi được bằng nhau.

Do đó: \(\int\limits_0^{18} {\left( {\frac{1}{{120}}{t^2} + \frac{{58}}{{45}}t} \right){\rm{d}}t}  = \int\limits_0^{15} {at{\rm{d}}t}  \Leftrightarrow 225 = a \cdot \frac{{225}}{2} \Leftrightarrow a = 2\).

Vậy, vận tốc của chất điểm \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng \({v_B}\left( t \right) = 2 \cdot 15 = 30\,\,\left( {{\rm{m/s}}} \right)\). Chọn C.

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. \(\pi \left( {{e^2} - e - \frac{3}{2}} \right)\). 
B. \({e^2} - e - \frac{5}{2}\). 
C. \(\pi \left( {{e^2} - e - \frac{5}{2}} \right)\). 
D. \({e^2} - e - \frac{3}{2}\).

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 6

A.  \(d:\,\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 + t\\y = 2\\z =  - 1 + 2t\end{array} \right.,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\). 
B.  \(d:\,\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 + t\\y = 2 + 2t\\z =  - 1\end{array} \right.,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\). 
C.  \(d:\,\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 + t\\y = 2 - 2t\\z =  - 1 - t\end{array} \right.,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\).
D.  \(d:\,\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1\\y = 2\\z =  - 1 + t\end{array} \right.,\left( {\,t \in \mathbb{R}} \right)\).

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

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