Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng P : 2 x - y + 2 z - 4 = 0 và Q : 2 x - y + 2 z + 5 = 0 . Mặt cầu (S) tiếp xúc với hai mặt phẳng (P) và (Q) có bán kính bằng
A. 3
B. 3 2
C. 9
D. 1 2
Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng P : 2 x - y + 2 z - 4 = 0 và Q : 2 x - y + 2 z + 5 = 0 . Mặt cầu S tiếp xúc với hai mặt phẳng P và Q có bán kính bằng
A. 3
B. 3 2
C. 9
D. 1 2
Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng 
và mặt phẳng (P): 2x - y + 2z = 0. Cho mặt cầu (S) có tâm I thuộc đường thẳng d, có bán kính bằng 1 và tiếp xúc với mặt phẳng (P). Tọa độ tất cả các điểm I có thể là:
A. I 1 (5; 11; 2)
B. I 2 (3; 7; 1)
C. I 2 (3; 7; 1) hoặc I 3 (-3; -5; -2)
D. I 1 (5; 11; 2) hoặc I 4 (-1; -1; -1)
Đáp án D
Phương trình tham số của đường thẳng d là : d: x = 1 +2 t, y = 3+ 4t, z = t
Ta có I ∈ d => I(1 + 2t, 3 + 4t, t). Vì (S) tiếp xúc với mặt phẳng (P) nên ta có:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;2;-1) và mặt phẳng (P) có phương trình x + y + 2 z - 13 = 0 . Mặt cầu (S) đi qua A, tiếp xúc với mặt phẳng (P) và có bán kính nhỏ nhất. Điểm I (a;b;c) là tâm của mặt cầu (S), tính giá trị của biểu thức T = a 2 + 2 b 2 + 3 c 2
A. T = 25
B. T = 30
C. T = 20
D. T = 35
Chọn A
Cách giải:
Gọi B là điểm tiếp xúc của mặt cầu (S) và mặt phẳng (P)
=> IB=R
Gọi H là hình chiếu của A xuống (P)
Trong không gian với hệ trục tọa độ O x y z , cho điểm I 1 ; − 1 ; 1 và mặt phẳng α : 2 x + y − 2 z + 10 = 0 . Mặt cầu S tâm I tiếp xúc α có phương trình là:
A. S : x − 1 2 + y + 1 2 + z − 1 2 = 1
B. S : x − 1 2 + y + 1 2 + z − 1 2 = 9
C. S : x + 1 2 + y − 1 2 + z + 1 2 = 3
D. S : x + 1 2 + y − 1 2 + z + 1 2 = 1
Đáp án B
Ta có R = d I ; α = 2 − 1 − 2 + 10 4 + 1 + 4 = 3
Khi đó
S : x − 1 2 + y + 1 2 + z − 1 2 = R 2 = 9
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho mặt phẳng (P): 2x-y-2z-2=0 và mặt phẳng (Q): 2x-y-2z+10=0 song song với nhau. Biết A(1;2;1) là điểm nằm giữa hai mặt phẳng (P) và (Q). Gọi (S) là mặt cầu qua A và tiếp xúc với cả hai mặt phẳng (P) và (Q). Biết rằng khi (S) thay đổi thì tâm của nó luôn nằm trên một đường tròn. Tính bán kính r của đường tròn đó
A. r = 4 2 3
B. r = 2 2 3
C. r = 5 3
D. r = 2 5 3
Chọn A
Điểm M(1;0;0) là 1 điểm thuộc (P)
Vì (P) // (Q) nên
Giả sử I(a;b;c) là tâm của (S). Vì (S) tiếp xúc với cả (P) và (Q) nên bán kính mặt cầu (S) là:
Do đó IA = 2 nên I luôn thuộc mặt cầu (T) tâm A, bán kính 2.
Ngoài ra
Do đó I luôn thuộc mặt phẳng (R): 2x-y-2z+4=0.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên (R). Vì A, (R) cố định nên H cố định.
Ta có
do đó tam giác AHI vuông tại H nên
Vậy I luôn thuộc đường tròn tâm H, nằm trên mặt phẳng (R), bán kính
Trong không gian Oxyz, cho biết có hai mặt cầu có tâm nằm trên đường thẳng d: x 2 = y - 1 1 = z + 2 - 1 , tiếp xúc đồng thời với 2 mặt phẳng: ( α ) : x+2y-2z+1=0 và ( β ) : 2x-3y-6z-2=0. Gọi R 1 , R 2 ( R 1 > R 2 ) là bán kính 2 mặt cầu đó. Tỉ số R 1 R 2 bằng
A. 2
B. 3
C. 2
D. 4
Trong không gian Oxyz, cho điểm M (1;1;-2) và mặt phẳng (α) : x - y - 2z = 2. Viết phương trình mặt cầu (S) có tâm M tiếp xúc với mặt phẳng (α)
Lời giải:
Bán kính mặt cầu là:
\(R=d(M, (a))=\frac{|1-1-2(-2)-2|}{\sqrt{1^2+1^2+2^2}}=\frac{\sqrt{6}}{3}\)
PT mặt cầu $(S)$ là:
$(x-1)^2+(y-1)^2+(z+2)^2=\frac{2}{3}$
Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng α : 4x-3y+2z+28=0 và điểm I(0;1;2). Viết phương trình của mặt cầu (S) có tâm I và tiếp xúc với mặt phẳng α .
