Question

Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu \(\left(S\right):\left(x-2\right)^2+\left(y-1\right)^2+\left(z-1\right)^2=9\) và \(M\left(x_0;y_0;z_0\right)\) ∈ (S) sao cho \(A=x_0+2y_0+2z_0\) đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó \(x_0+y_0+z_0\) bằng

A. 2

B. -1

C. -2

D. 1

Answer 1

Mặt cầu tâm \(I\left(2;1;1\right)\) bán kính \(R=3\)

Xét mặt phẳng (P) chứa M có phương trình: \(x+2y+2z-A=0\)

Ta cần tìm A nhỏ nhất sao cho (P) cắt (S) tại ít nhất 1 điểm

\(\Rightarrow d\left(I;\left(P\right)\right)\le R\Leftrightarrow\frac{\left|2+2+2-A\right|}{\sqrt{1^2+2^2+2^2}}\le3\)

\(\Leftrightarrow\left|A-6\right|\le9\Rightarrow-9\le A-6\le9\Rightarrow-3\le A\le15\)

\(\Rightarrow A_{min}=-3\Rightarrow\) phương trình (P): \(x+2y+2z+3=0\)

Pt đường thẳng d qua I và vuông góc (P): \(\left\{{}\begin{matrix}x=2+t\\y=1+2t\\z=1+2t\end{matrix}\right.\)

M là giao điểm (P) và d nên tọa độ thỏa mãn:

\(2+t+2\left(1+2t\right)+2\left(1+2t\right)+3=0\Rightarrow t=-1\Rightarrow M\left(1;-1;-1\right)\)

\(\Rightarrow x+y+z=-1\)