Câu hỏi:

19/05/2026 42 Lưu

 Trong không gian \(Oxyz\), có một nguồn sáng phát ra từ điểm \(S\left( {1;1;5} \right)\) theo mọi hướng và một tấm bìa chắn sáng hình tròn \(\left( C \right)\) có tâm \(I\left( {3;3;7} \right)\) bán kính bằng \(2\) nằm trên mặt phẳng có phương trình \(\left( \alpha \right):x + y + z - 13 = 0\). Dưới nguồn sáng, bóng của \(\left( C \right)\) trên mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\) là một hình phẳng có diện tích bằng bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)
Vậy bóng của \(\left( C \right)\) trên m (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

707

Gọi\(F\left( {a;b;0} \right)\)là một điểm nằm trên đường viền của bóng trên mặt phẳng \[\left( {Oxy} \right)\]

Tia sáng xuất phát từ đỉnh \[S\left( {1;1;5} \right)\]đi qua một điểm\(E\)nằm trên mép tấm bìa và chạm đất tại\(F\). Do đó, ba điểm \(S,\,E,\,F\)thẳng hàng và vectơ chỉ phương của tia sáng là \[\overrightarrow {SF}  = \left( {a - 1;b - 1; - 5} \right)\]

Phương trình tham số của đường thẳng \(SF:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + \left( {a - 1} \right)t}\\{y = 1 + \left( {b - 1} \right)t}\\{z = 5 - 5t}\end{array}} \right.\)

Vì \(E\)nằm trên tia sáng \(SF\), tọa độ \(E\left( {1 + \left( {a - 1} \right)t;1 + \left( {b - 1} \right)t;5 - 5t} \right)\)

Mặt khác, điểm \(E\)thuộc tấm bìa, nên \(E \subset \left( \alpha  \right):x + y + z - 13 = 0\)

Thay tọa độ \(E\)vào phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha  \right)\)ta được:

\(\left[ {1 + \left( {a - 1} \right)t} \right] + \left[ {1 + \left( {b - 1} \right)t} \right] + \left( {5 - 5t} \right) - 13 = 0 \Leftrightarrow \left( {a + b - 7} \right)t - 6 = 0 \Rightarrow t = \frac{6}{{a + b - 7}}\)

Với \(t = \frac{6}{{a + b - 7}}\)ta có tọa độ \(E\left( {\frac{{7a + b - 13}}{{a + b - 7}};\frac{{a + 7b - 13}}{{a + b - 7}};\frac{{5a + 5b - 65}}{{a + b - 7}}} \right)\)

Vì\(E\)nằm trên mép tấm bìa (là một đường tròn tâm \(I\left( {3;3;7} \right)\), bán kính \(R = 2\)), nên khoảng cách từ \(E\)đến tâm \(I\)luôn bằng \(2\).

Ta có \[I{E^2} = 4 \Leftrightarrow {\left( {\frac{{7a + b - 13}}{{a + b - 7}} - 3} \right)^2} + {\left( {\frac{{a + 7b - 13}}{{a + b - 7}} - 3} \right)^2} + {\left( {\frac{{5a + 5b - 65}}{{a + b - 7}} - 7} \right)^2} = 4\]

\( \Leftrightarrow 5{a^2} - 8ab + 5{b^2} + 38a + 38b + 47 = 0\)

Quy về phương trình bậc hai ẩn \(b\), còn \(a\)là tham số:\[5{b^2} + \left( {38 - 8a} \right)b + \left( {5{a^2} + 38a + 47} \right) = 0\]

Khi ấy, để tồn tại điểm trên bóng (tức là phương trình có nghiệm \(b\)) , thì \(\Delta  \ge 0\)

Khi \(\Delta  \ge 0 \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{b_1} = \frac{{4a - 19 + 3\sqrt { - {a^2} - 38a + 14} }}{5}}\\{{b_2} = \frac{{4a - 19 - 3\sqrt { - {a^2} - 38a + 14} }}{5}}\end{array}} \right.\)

Diện tích bóng là phần hình phẳng kẹp giữa mép trên và mép dưới:

\[S = \int\limits_{ - 19 - 5\sqrt {15} }^{ - 19 + 5\sqrt {15} } {\left( {{b_1} - {b_2}} \right)} {\rm{d}}a = \int\limits_{ - 19 - 5\sqrt {15} }^{ - 19 + 5\sqrt {15} } {\left( {\frac{{4a - 19 + 3\sqrt { - {a^2} - 38a + 14} }}{5} - \frac{{4a - 19 - 3\sqrt { - {a^2} - 38a + 14} }}{5}} \right)} {\rm{d}}a = 225\pi \]

Vậy bóng của \(\left( C \right)\) trên mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\) là một hình phẳng có diện tích bằng 225π707

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a) Điều kiện xác định của hàm số là \(x > 2\)
Đúng
Sai
b) Đạo hàm của hàm số là \(f'\left( x \right) = \frac{{3{x^2} - 6x}}{{\left( {{x^3} - 3{x^2} + 4} \right)\ln 5}}\) 
Đúng
Sai
c) Phương trình \(f'\left( x \right) = 0\) có hai nghiệm trên đoạn \(\left[ {1;\,2} \right]\)
Đúng
Sai
d) Hàm số đã cho có hai điểm cực trị
Đúng
Sai

Lời giải

Xét mệnh đề a)
Điều kiện xác định: \[{x^3} - 3{x^2} + 4 > 0 \Leftrightarrow {\left( {x - 2} \right)^2}\left( {x + 1} \right) > 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} - 1 < x < 2\\x > 2\end{array} \right.\]nên mệnh đề a) sai
Xét mệnh đề b)
Ta có:\(f'\left( x \right) = \frac{{3{x^2} - 6x}}{{\left( {{x^3} - 3{x^2} + 4} \right)\ln 5}}\) nên mệnh đề b) đúng
Xét mệnh đề c)
Phương trình \(f'\left( x \right) = \frac{{3{x^2} - 6x}}{{\left( {{x^3} - 3{x^2} + 4} \right)\ln 5}}0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 2\end{array} \right.\)
Điều kiện xác định \(x \ne 2\) và \(x = 0\) không thuộc đoạn \(\left[ {1;\,2} \right]\) suy ra phương trình vô nghiệm nên mệnh đề c) sai
Xét mệnh đề d)
Bảng biến thiên:
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai. Câu 1:	Cho hàm số \(f\left( x \right) = {\log _5}\left( {{x^3} - 3{x^2} + 4} \right)\) (ảnh 1)
Từ bảng biến thiên ta thấy hàm số đã cho có 1 điểm cực trị nên mệnh đề d) sai

Lời giải

Đáp án:

0,41

Vậy khoảng cách giữa hai đường thẳng \(BM\) (ảnh 1)

Gọi \(N\) là điểm thuộc đoạn thẳng \(AB\) sao cho \(BA = 3BN\)
Khi đó \(BN = DM\) và \(BN\,{\rm{//}}\,DM\) nên tứ giác \(BNDM\) là hình bình hành
Từ đó suy ra \(BM\,{\rm{//}}\,DN \Rightarrow BM\,{\rm{//}}\,\left( {SDN} \right)\).
Vậy \({\rm{d}}\left( {BM,SD} \right){\rm{ = d}}\left( {BM,\left( {SDN} \right)} \right) = {\rm{d}}\left( {B,\left( {SDN} \right)} \right)\).
Gọi \(H\) và \(K\) lần lượt là hình chiếu của \(A\) lên \(DN\) và \(SH\).
Ta có \(DN \bot AH\) và \(DN \bot SA\) nên \(DN \bot \left( {SAH} \right)\) từ đó suy ra \(DN \bot AK\).
Lại có \(AK \bot SH\) và \(AK \bot DN\) nên \(AK \bot \left( {SDN} \right)\) nên \[{\rm{d}}\left( {A,\left( {SDN} \right)} \right) = AK\].
Do \(AN = \frac{2}{3}AB = 2\) và tam giác \(ADN\) vuông tại \(A\) nên ta có:
\(AH = \frac{{AN.AD}}{{\sqrt {A{N^2} + A{D^2}} }} = \frac{{2.1}}{{\sqrt {{{\left( 2 \right)}^2} + {1^2}} }} = \frac{{2\sqrt 5 }}{5}\).
Tam giác \(SAH\) vuông tại \(A\) nên \(AK = \frac{{AH.AS}}{{\sqrt {A{H^2} + A{S^2}} }} = \frac{{\frac{{2\sqrt 5 }}{5} \cdot 2}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{{2\sqrt 5 }}{5}} \right)}^2} + {{\left( 2 \right)}^2}} }} = \frac{{2\sqrt 6 }}{6}\).
Đường thẳng \(AB\) cắt mặt phẳng \(\left( {SDN} \right)\) tại \(N\) và \(\frac{{BN}}{{AN}} = \frac{1}{2}\) nên khi đó ta có:
\({\rm{d}}\left( {BM,SD} \right) = {\rm{d}}\left( {B,\left( {SDN} \right)} \right) = \frac{1}{2}{\rm{d}}\left( {A,\left( {SDN} \right)} \right) = \frac{1}{2}AK = \frac{{\sqrt 6 }}{6}\).
Vậy khoảng cách giữa hai đường thẳng \(BM\) và \(SD\) bằng 0,41.

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