Giải SGK Toán 12 CD Bài 3. Phương trình mặt cầu có đáp án

Hình 38 mô tả một mặt cầu trong không gian.

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, phương trình của mặt cầu được lập như thế nào?

Viết phương trình của mặt cầu, biết:

 Tâm O bán kính R với O là gốc tọa độ; 

Chứng minh rằng phương trình

x2 + y2 + z2 – 6x – 2y – 4z – 11 = 0 là phương trình của một mặt cầu. Tìm tâm I và bán kính R của mặt cầu đó.

Tâm của mặt cầu (S): (x – 2)2 + (y – 3)2 + (z + 4)2 = 16 có tọa độ là:

A. (– 2; – 3; 4).

B. (2; 3; – 4).

C. (2; – 3; – 4).

D. (2; – 3; 4).

Bán kính của mặt cầu (S): (x – 1)2 + (y – 2)2 + (z – 3)2 = 9 bằng:

A. 3.

B. 9.

C. 81.

D. .

Mặt cầu (S) tâm I(– 5; – 2; 3) bán kính 4 có phương trình là:

A. (x – 5)2 + (y – 2)2 + (z + 3)2 = 4.

B. (x – 5)2 + (y – 2)2 + (z + 3)2 = 16.

C. (x + 5)2 + (y + 2)2 + (z – 3)2 = 4.

D. (x + 5)2 + (y + 2)2 + (z – 3)2 = 16.

Cho mặt cầu có phương trình (x – 1)2 + (y + 2)2 + (z – 7)2 = 100.

Xác định tâm và bán kính của mặt cầu.

Cho phương trình x2 + y2 + z2 – 4x – 2y – 10z + 2 = 0.

Chứng minh rằng phương trình trên là phương trình của một mặt cầu. Xác định tâm và bán kính của mặt cầu đó.

Hệ thống định vị toàn cầu (tên tiếng Anh là: Global Positioning System, viết tắt là GPS) là một hệ thống cho phép xác định chính xác vị trí của một vật thể trong không gian (Hình 42). Ta có thể mô phỏng cơ chế hoạt động của hệ thống GPS trong không gian như sau: Trong cùng một thời điểm, toạ độ của một điểm M trong không gian sẽ được xác định bởi bốn vệ tinh cho trước, trên mỗi vệ tinh có một máy thu tín hiệu. Bằng cách so sánh sự sai lệch về thời gian từ lúc tín hiệu được phát đi với thời gian nhận phản hồi tín hiệu đó, mỗi máy thu tín hiệu xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến vị trí M cần tìm tọa độ. Như vậy, điểm M là giao điểm của bốn mặt cầu với tâm lần lượt là bốn vệ tinh đã cho.

Ta xét một ví dụ cụ thể như sau:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn vệ tinh A(3; – 1; 6), B(1; 4; 8), C(7; 9; 6), D(7; – 15; 18). Tìm tọa độ của điểm M trong không gian biết khoảng cách từ các vệ tinh đến điểm M lần lượt là MA = 6, MB = 7, MC = 12, MD = 24.