Câu hỏi:

23/08/2021 292

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A(0;8;2) và mặt cầu (S) có phương trình $(S) : {(x - 5)}^{2} + {(y + 3)}^{2} + {(z - 7)}^{2} = 72$ và điểm B(9;-7;23). Viết phương trình mặt phẳng (P) qua A và tiếp xúc với (S) sao cho khoảng cách từ B đến (P) lớn nhất. Giả sử $\vec{n} = (1; m; n) (m, n \in ℤ)$ là một vectơ pháp tuyến của (P), tính tích m.n.

A. m.n=2

B. m.n=-2

C. m.n=4

D. m.n=-4

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi THPT Quốc gia môn Toán năm 2022 chọn lọc, có lời giải (30 đề) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án D

Cách 1:

Mặt cầu (S) có tâm I(5;-3;7) và bán kính $R = 6 \sqrt{2}$ .

$\vec{I A} = (- 5; 11; - 5) \Rightarrow I A = \sqrt{171} > 6 \sqrt{2}$ nên điểm A nằm ngoài mặt cầu.

$\vec{I B} = (4; - 4; 16) \Rightarrow I B = 12 \sqrt{2} > 6 \sqrt{2}$ nên điểm B nằm ngoài mặt cầu.

$\Rightarrow A, I, B$ không thẳng hàng.

Mặt phẳng (P) qua A và tiếp xúc với (S) nên khi (P) thay đổi thì tập hợp các đường thẳng qua A và tiếp điểm tạo thành hình nón.

Gọi $(A B, (P)) = α \Rightarrow d (B, (P)) = A B . \sin α$ đạt giá trị lớn nhất A,B,I,H đồng phẳng $\Leftrightarrow (A I B) ⊥ (P)$ ( H là hình chiếu của B lên (P)).

Mặt phẳng (P) qua A và nhận $\vec{n} = (1; m; n)$ làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình $x + m y - n z - 8 m - 2 n = 0$ .

Mặt phẳng (P) tiếp xúc với $(S) \Leftrightarrow d (I, (P)) = R$ .

$\begin{array}{l} \Leftrightarrow \frac{|5 n - 11 m + 5|}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} = 6 \sqrt{2} \Leftrightarrow {(5 n - 11 m + 5)}^{2} = 72 (1 + m^{2} + n^{2}) \\ \Leftrightarrow 49 m^{2} - 47 n^{2} - 110 m n + 50 n - 110 m - 47 = 0 (1) \end{array}$

Ta có: $[\vec{I A}, \vec{I B}] = (156; 70; - 24)$ .

Gọi $\vec{n_{1}}$ là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (AIB), chọn $\vec{n_{1}} = (13; 5; - 2)$ .

Do $(A I B) ⊥ (P) \Leftrightarrow \vec{n_{1}} . \vec{n} = 0 \Leftrightarrow 13 + 5 m - 2 n = 0 (2)$ .

Thế (2) vào (1) ta được phương trình:

$2079 m^{2} + 8910 m + 6831 = 0 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} m = - 1 \\ m = - \frac{6831}{2079} (l) \end{array}$

Thay m=-1 vào (2) suy ra: n=4.

Vậy m.n=-4.

Cách 2:

Mặt cầu (S) có tâm I(5;-3;7) và bán kính $R = 6 \sqrt{2}$ .

Mặt phẳng (P) qua A và nhận $\vec{n} = (1; m; n)$ làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình $x + m y + n z - 8 m - 2 n = 0$ .

Mặt phẳng (P) tiếp xúc với (S):

$\begin{array}{l} \Leftrightarrow d (I, (P)) = R \Leftrightarrow \frac{|5 n - 11 m + 5|}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} = 6 \sqrt{2} \\ \Leftrightarrow d (B, (P)) = \frac{|21 n - 15 m + 9|}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} = \frac{|5 n - 11 m + 5 - 4 m + 16 n + 4|}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} \\ \leq \frac{|5 n - 11 m + 5| + 4 |4 n - m + 1|}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} \leq 6 \sqrt{2} + 4 \frac{\sqrt{(4^{2} + {(- 1)}^{2} + 1^{2}) (n^{2} + m^{2} + 1)}}{\sqrt{1 + m^{2} + n^{2}}} = 18 \sqrt{2} \end{array}$

Dấu bằng xảy ra khi $\frac{n}{4} = \frac{m}{- 1} = \frac{1}{1} \Leftrightarrow m = - 1; n = 4$ .

Vậy m.n=-4.

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Cho hàm số $y = \frac{4 x - 5}{x + 1}$ có đồ thị (H). Gọi $M (x_{0}; y_{0})$ với $x_{0} < 0$ là một điểm thuộc đồ thị (H) thỏa mãn tổng khoảng cách từ M đến hai đường tiệm cận của (H) bằng 6. Tính giá trị biểu thức $S = {(x_{0} + y_{0})}^{2}$ ?

A. S=0

B. S=9

C. S=1

D. S=4

Lời giải

Đáp án B

Vì điểm M thuộc đồ thị (H) nên $y_{0} = \frac{4 x_{0} - 5}{x_{0} + 1}$ .

Từ đề bài ta có đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là x=-1 và tiệm cận ngang là y=4.

Khoảng cách từ điểm $M (x_{0}; y_{0})$ đến đường tiệm cận đứng bằng $|x_{0} + 1|$ .

Khoảng cách từ điểm $M (x_{0}; y_{0})$ đến đường tiệm cận ngang bằng $|y_{0} - 4| = |\frac{4 x_{0} - 5}{x_{0} + 1} - 4| = \frac{9}{|x_{0} + 1|}$ .

Từ đó ta có $\begin{array}{l} |x_{0} + 1| + \frac{9}{|x_{0} + 1|} = 6 \Leftrightarrow {(|x_{0} + 1|)}^{2} - 6 |x_{0} + 1| + 9 = 0 \\ \Leftrightarrow |x_{0} + 1| = 3 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x_{0} = 2 (L) \\ x_{0} = - 4 (T M) \end{array} \end{array}$

Do đó $M (- 4; 7)$ . Suy ra S=9.

Câu 2

Cho hàm số y=f(x) xác định trên $ℝ \ \{- 1; 2\}$ , liên tục trên các khoảng xác định của nó và có bảng biến thiên như sau:
Số đường tiệm cận của đồ thị hàm số $y = \frac{1}{f (x) - 1}$ là:

A. 5

B. 4

C. 6

D. 7

Lời giải

Đáp án C

Ta có: $\begin{array}{l} \lim_{x \to - \infty} y = \lim_{x \to - \infty} \frac{1}{f (x) - 1} = 0 \\ \lim_{x \to + \infty} y = \lim_{x \to + \infty} \frac{1}{f (x) - 1} = \frac{- 1}{2} \end{array}$

Đồ thị hàm số có 2 đường tiệm cận nagng là: $y = 0; y = - \frac{1}{2}$ .

Dựa vào đồ thị ta thấy $f (x) - 1 = 0 \Leftrightarrow f (x) = 1 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x = x_{1}, x_{1} < - 1 \\ x = x_{2}, - 1 < x_{2} < 1 \\ x = x_{3}, 1 < x_{3} < 2 \\ x = x_{4}, x_{4} > 2 \end{array}$

Do đó đồ thị hàm số $y = \frac{1}{f (x) - 1}$ có 4 đường tiệm cận đứng.

Vậy đồ thị hàm số có 6 đường tiệm cận

Câu 3

Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \frac{1}{\cos x}$ trên khoảng $(\frac{π}{2}; \frac{3 π}{2})$ là:

$A . π$

B. -1

C. 1

D. Không tồn tại

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

Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số $y = \sqrt{x}$ , trục hoành và đường thẳng x=4. Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục Ox bằng:

$A . 4 π$

$B . 16 π$

$C . 2 π$

$D . 8 π$

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 5

Tập hợp các số phức $w = (1 + i) z + 1$ với z là số phức thỏa mãn $|z - 1| \leq 1$ là hình tròn. Tính diện tích hình tròn đó

$A . 4 π$

$B . 2 π$

$C . 3 π$

$D . π$

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

Một công ty sản xuất một loại cốc giấy hình nón có thể tích $27 c m^{3}$ . Với chiều cao h và bán kính đáy là r. Tìm r để lượng giấy tiêu thụ ít nhất

$A . r = \sqrt[4]{\frac{3^{6}}{2 π^{2}}}$

$B . r = \sqrt[6]{\frac{3^{8}}{2 π^{2}}}$

$C . r = \sqrt[4]{\frac{3^{8}}{2 π^{2}}}$

$D . r = \sqrt[6]{\frac{3^{6}}{2 π^{2}}}$

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 7

Cho hàm số y=f(x) xác định trên $ℝ \ \{1\}$ , liên tục trên mỗi khoảng xác định và có bảng biến thiên như hình bên dưới:
Hỏi đồ thị hàm số đã cho có tất cả bao nhiêu đường tiệm cận?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

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

Xem thêm các câu hỏi khác »

Hỏi bài tập

Đăng ký gói thi VIP

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +1 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 1 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +3 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 3 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +6 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 6 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

VIP +12 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 12 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

Cho hàm số y=4x−5x+1 có đồ thị (H). Gọi Mx0;y0 với x0<0 là một điểm thuộc đồ thị (H) thỏa mãn tổng khoảng cách từ M đến hai đường tiệm cận của (H) bằng 6. Tính giá trị biểu thức S=x0+y02?

Cho hàm số y=f(x) xác định trên ℝ\−1;2, liên tục trên các khoảng xác định của nó và có bảng biến thiên như sau:Số đường tiệm cận của đồ thị hàm số y=1fx−1 là:

Giá trị lớn nhất của hàm số y=1cosx trên khoảng π2;3π2 là:

Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số y=x, trục hoành và đường thẳng x=4. Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục Ox bằng:

Tập hợp các số phức w=1+iz+1 với z là số phức thỏa mãn z-1≤1 là hình tròn. Tính diện tích hình tròn đó

Một công ty sản xuất một loại cốc giấy hình nón có thể tích 27cm3. Với chiều cao h và bán kính đáy là r. Tìm r để lượng giấy tiêu thụ ít nhất

Cho hàm số y=f(x) xác định trên ℝ\1, liên tục trên mỗi khoảng xác định và có bảng biến thiên như hình bên dưới:Hỏi đồ thị hàm số đã cho có tất cả bao nhiêu đường tiệm cận?

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

🔥 Đề thi HOT:

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Cho hàm số y=f(x) xác định trên $ℝ \ \{- 1; 2\}$ , liên tục trên các khoảng xác định của nó và có bảng biến thiên như sau:
Số đường tiệm cận của đồ thị hàm số $y = \frac{1}{f (x) - 1}$ là:

Giá trị lớn nhất của hàm số $y = \frac{1}{\cos x}$ trên khoảng $(\frac{π}{2}; \frac{3 π}{2})$ là:

Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số $y = \sqrt{x}$ , trục hoành và đường thẳng x=4. Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục Ox bằng:

Tập hợp các số phức $w = (1 + i) z + 1$ với z là số phức thỏa mãn $|z - 1| \leq 1$ là hình tròn. Tính diện tích hình tròn đó

Một công ty sản xuất một loại cốc giấy hình nón có thể tích $27 c m^{3}$ . Với chiều cao h và bán kính đáy là r. Tìm r để lượng giấy tiêu thụ ít nhất

Cho hàm số y=f(x) xác định trên $ℝ \ \{1\}$ , liên tục trên mỗi khoảng xác định và có bảng biến thiên như hình bên dưới:
Hỏi đồ thị hàm số đã cho có tất cả bao nhiêu đường tiệm cận?