Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) và mặt phẳng (P) có phương trình lần lượt là S : x 2 + y 2 + z 2 − 2 x + 4 y − 6 z − 11 = 0 và P : 2 x + 2 y − z + 17 = 0 . Viết phương trình mặt phẳng (Q) song song với mặt phẳng (P) và cắt mặt cầu (S) theo một giao tuyến là đường tròn có chu vi bằng 6 π
A. Q : 2 x + 2 y − z = 0
B. Q : 2 x + 2 y − z + 5 = 0
C. Q : 2 x + 2 y − z − 2 = 0
D. Q : 2 x + 2 y − z − 7 = 0
Đáp án D.
Mặt cầu (S) có tâm I 1 ; − 2 ; 3 và bán kính R=5 . Mặt phẳng Q / / P nên (Q) có phương trình là 2 x + 2 y − z + m = 0, m ≠ 17 .
Mặt phẳng (Q) cắt mặt cầu (S) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính r, chu vi bằng 6 π nên 2 π r = 6 π ⇔ r = 3 .
Khoảng cách từ I đến mặt phẳng (Q) là d I ; Q = R 2 − r 2 = 5 2 − 3 2 = 4 .
Khi đó
2.1 + 2. − 2 − 3 + m 2 2 + 2 2 + − 1 2 = 4 ⇔ m − 5 = 12 ⇔ m − 5 = 12 m − 5 = − 12 ⇔ m = 17 L m = − 7 t m
Vậy phương trình mặt phẳng (Q) là 2 x + 2 y − z − 7 = 0
