Câu hỏi:

06/03/2026 68 Lưu

Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho mặt cầu \(\left( S \right)\) tâm \(I\left( {1; - 2;1} \right)\); bán kính \(R = 4\) và đường thẳng \(d:\frac{x}{2} = \frac{{y - 1}}{{ - 2}} = \frac{{z + 1}}{{ - 1}}\). Mặt phẳng \(\left( P \right)\) chứa \(d\) và cắt mặt cầu \(\left( S \right)\) theo một đường tròn có diện tích nhỏ nhất. Hỏi trong các điểm sau điểm nào có khoảng cách đến mặt phẳng \(\left( P \right)\) lớn nhất.

A. \(O\left( {0;0;0} \right)\).                      

B. \(A\left( {1;\frac{3}{5}; - \frac{1}{4}} \right)\).      
C. \(B\left( { - 1; - 2; - 3} \right)\).           
D. \(C\left( {2;1;0} \right)\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Gọi \(H\left( {2t;1 - 2t; - 1 - t} \right)\) là hình chiếu của \(I\) lên đường thẳng \(d\).

Có \(\overrightarrow {{u_d}}  = \left( {2; - 2; - 1} \right),\overrightarrow {IH}  = \left( {2t - 1;3 - 2t; - 2 - t} \right)\).

Ta có: \(\overrightarrow {IH}  \cdot \overrightarrow {{u_d}}  = 0 \Rightarrow 2\left( {2t - 1} \right) - 2\left( {3 - 2t} \right) - \left( { - 2 - t} \right) = 0 \Leftrightarrow t = \frac{2}{3} \Rightarrow H\left( {\frac{4}{3}; - \frac{1}{3}; - \frac{5}{3}} \right)\).

Vì \(IH = \sqrt {10}  < 4 = R \Rightarrow d\) cắt mặt cầu \(\left( S \right)\) tại 2 điểm phân biệt.

Mặt phẳng \(\left( Q \right)\) bất kì chứa \(d\) luôn cắt \(\left( S \right)\) theo một đường tròn bán kính \(r\).

Khi đó \({r^2} = {R^2} - {d^2}\left( {I,\left( Q \right)} \right) \ge {R^2} - {d^2}\left( {I,d} \right) = 16 - 10 = 6\).

Do vậy mặt phẳng \(\left( P \right)\) chứa \(d\) cắt mặt cầu theo một đường tròn có diện tích nhỏ nhất khi và chỉ khi \(d\left( {I,\left( P \right)} \right) = d\left( {I,d} \right)\) hay mặt phẳng \(\left( P \right)\) đi qua \(H\) nhận \(\overrightarrow {IH}  = \left( {\frac{1}{3};\frac{5}{3}; - \frac{8}{3}} \right)\) làm vectơ pháp tuyến, do đó \(\left( P \right)\) có phương trình \(x + 5y - 8z - 13 = 0\).

Khi đó điểm \(O\left( {0;0;0} \right)\) có khoảng cách đến \(\left( P \right)\) lớn nhất. Chọn A.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

(1) 135

Gọi \(A',B'\) lần lượt là hình chiếu vuông góc của \(A,B\) trên \(Ox\) và \[\alpha  = \left[ {A,Ox,B} \right]\].

Ta có \(A'\left( {6;0;0} \right),B'\left( {4;0;0} \right)\).

Khi đó \(\alpha  = \left( {\overrightarrow {A'A} ,\overrightarrow {B'B} } \right)\) nên \[\cos \alpha  = \frac{{\overrightarrow {A'A}  \cdot \overrightarrow {B'B} }}{{\left| {\overrightarrow {A'A} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow {B'B} } \right|}} =  - \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \alpha  = 135^\circ \].

Đáp án cần nhập là: \(135\).

Lời giải

Ta có \(n\left( X \right) = C_{20}^3 = 1140\).

Dễ thấy không thể có tam giác nào có 3 cạnh đều là cạnh của đa giác đều ban đầu.

Gọi \({A_k}\) là biến cố “Tam giác được chọn có \(k\) cạnh màu xanh”.

TH1: Tam giác có 2 cạnh màu xanh.

Để được tam giác như thế thì 2 cạnh màu xanh là hai cạnh của đa giác. Khi đó ta cần chọn 3 đỉnh liên tiếp của đa giác. Do đó \(n\left( {{A_2}} \right) = 20\).

TH2: Tam giác có 1 cạnh màu xanh.

Để được tam giác như thế thì cần chọn 2 đỉnh liên tiếp của đa giác, đỉnh còn lại của tam giác không kề với 2 đỉnh kia.

Chọn 2 đỉnh liên tiếp, có 20 cách chọn.

Chọn đỉnh còn lại, bỏ 2 đỉnh đã chọn và 2 đỉnh kề với 2 đỉnh đó, có 16 cách chọn.

Do đó \(n\left( {{A_1}} \right) = 20 \cdot 16 = 320\).

Suy ra \(n\left( {{A_0}} \right) = 1140 - 20 - 320 = 800\).

Xác suất cần tìm là \(P\left( {{A_0}} \right) = \frac{{800}}{{1140}} = \frac{{40}}{{57}}\). Suy ra \(a = 40;b = 57\).

Vậy \(a + b = 40 + 57 = 97\). Chọn A.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) 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 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP