Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz , cho mặt cầu (S) theo giao tuyến là đường tròn bán kính bằng 2 , tính bán kính R của mặt cầu S
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho mặt phẳng P : 3 x + y - 3 z + 6 = 0 và mặt cầu S : x - 4 2 + y + 5 2 + z + 2 2 = 25 . Mặt phẳng (P) cắt mặt cầu (S) theo giao tuyến là một đường tròn. Đường tròn giao tuyến này có bán kính r bằng
A. r = 5
B. r = 6
C. r = 5
D. r = 6
Mặt cầu (S) có tâm I(4;-5;-2) bán kính R = 5
Ta có
Bán kính đường tròn giao tuyến:
Chọn B.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, mặt phẳng ( α ) cắt mặt cầu (S) tâm I ( 1 ; − 3 ; 3 ) theo giao tuyến là đường tròn tâm H ( 2 ; 0 ; 1 ) , bán kính r = 2. Phương trình mặt cầu (S) là
A. ( x − 1 ) 2 + ( y + 3 ) 2 + ( z − 3 ) 2 = 4.
B. ( x + 1 ) 2 + ( y − 3 ) 2 + ( z + 3 ) 2 = 4.
C. ( x − 1 ) 2 + ( y + 3 ) 2 + ( z − 3 ) 2 = 18.
D. ( x + 1 ) 2 + ( y − 3 ) 2 + ( z + 3 ) 2 = 18.
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, mặt phẳng (Oxy) cắt mặt cầu S : x - 1 2 + y - 2 2 + z - 3 2 = 16 theo giao tuyến là đường tròn tâm H, bán kính r. Tìm tọa độ tâm H và bán kính r.
A. H 1 ; 2 ; 0 , r = 7
B. H 0 ; 0 ; 3 , r = 7
C. H 1 ; 2 ; 0 , r = 7
D. H 1 ; 2 ; 0 , r = 11
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng ( P ) : x − y + 2 z + 1 = 0 và ( Q ) : 2 x + y + z − z = 0. Gọi (S) là mặt cầu có tâm thuộc Ox, đồng thời (S) cắt mặt phẳng (P) theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng 2 và cắt mặt phẳng (Q) theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính r. Xác định r sao cho chỉ có duy nhất một mặt cầu (S) thỏa mãn điều kiện bài toán
A. r = 3 2 2 .
B. r = 10 2 .
C. r = 3 .
D. r = 14 2 .
Đáp án A.
Giả sử mặt cầu (S) có tâm I a ; 0 ; 0 ∈ O x , bán kính R > 0 . Khi đó phương trình mặt cầu (S) là x − a 2 + y 2 + z 2 = R 2 .
Gọi H,K lần lượt là hình chiếu của I trên (P) và (Q) , khi đó:
I H = d I ; P = a + 1 6 và I K = d I ; Q = 2 a − 1 6
Do I H 2 + 4 = R 2 và I K 2 + r 2 = R 2 nên a + 1 2 6 + 4 = R 2 2 a − 1 2 6 + r 2 = R 2
⇒ a + 1 2 6 + 4 = 2 a − 1 2 6 + r 2 ⇔ a + 1 2 + 24 = 2 a − 1 2 + 6 r 2
⇔ a 2 − 2 a + 2 r 2 − 8 = 0 *
Để có duy nhất một mặt cầu (S) thì phương trình (*) phải có một nghiệm
⇔ Δ ' = 1 − 2 r 2 − 8 = 0 ⇔ r 2 = 9 2 . Do r > 0 nên r = 3 2 .
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng ( P ) : x − y + 2 z + 1 = 0 và ( Q ) : 2 x + y + z − z = 0. Gọi (S) là mặt cầu có tâm thuộc Ox, đồng thời (S) cắt mặt phẳng (P) theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng 2 và cắt mặt phẳng (Q) theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính r. Xác định r sao cho chỉ có duy nhất một mặt cầu (S) thỏa mãn điều kiện bài toán
A. r = 3 2 2 .
B. r = 10 2 .
C. r = 3 .
D. r = 14 2 .
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P):2x+2y-z+9=0 và mặt cầu (S): x 2 + y 2 + z 2 + 2 x - 4 y - 4 z - 40 = 0 . Biết rằng (P) cắt (S) theo giao tuyến là một đường tròn (C). Mặt cầu (T ) đi qua điểm M(1;-5;2) và chứa đường tròn (C) có bán kính bằng
A. 9.
B. 7.
C. 8.
D. 10.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu S : x + 3 2 + y 2 + z − 1 2 = 10. Mặt phẳng nào trong các mặt phẳng dưới đây cắt mặt cầu S theo giao tuyến là đường tròn có bán kính bằng 3?
A. P 1 : x + 2 y − 2 z + 8 = 0.
B. P 2 : x + 2 y − 2 z − 8 = 0.
C. P 3 : x + 2 y − 2 z − 2 = 0.
D. P 4 : x + 2 y − 2 z − 4 = 0.
Câu 26: Đáp án A.
Phương pháp:
d 2 + r 2 = R 2
Trong đó, d: khoảng cách từ tâm O đến mặt phẳng (P),
r: bán kính đường tròn là giao tuyến của mặt cầu (S) và mặt phẳng (P),
R: bán kính hình cầu.
Cách giải:
S : x + 3 2 + y 2 + z − 1 2 = 10 có tâm I − 3 ; 0 ; 1 , bán kính R = 10 .
S ∩ P là một đường tròn có bán kính r = 3.
Ta có:
R 2 = d I ; P 2 + r 2 ⇔ 10 = d I ; P 2 + 3 2 ⇔ d I ; P = 1
+) P 1 : x + 2 y − 2 z + 8 = 0 :
d I ; P 1 = − 3 + 2.0 − 2.1 + 8 1 2 + 2 2 + − 2 2 = 1 ⇒ P 1 :
Thỏa mãn.
+) P 2 : x + 2 y − 2 z − 8 = 0 :
d I ; P 2 = − 3 + 2.0 − 2.1 − 8 1 2 + 2 2 + − 2 2 = 13 3 ≠ 1 ⇒ P 2 :
Không thỏa mãn.
+) P 3 : x + 2 y − 2 z − 2 = 0 :
d I ; P 3 = − 3 + 2.0 − 2.1 − 2 1 2 + 2 2 + − 2 2 = 7 3 ≠ 1 ⇒ P 3 :
Không thỏa mãn.
+) P 4 : x + 2 y − 2 z − 4 = 0 :
d I ; P 4 = − 3 + 2.0 − 2.1 − 4 1 2 + 2 2 + − 2 2 = 3 ≠ 1 ⇒ P 4 :
Không thỏa mãn.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu S : x - 1 2 + y - 2 2 + z - 2 2 = 9 và mặt phẳng P : 2 x - y - 2 z + 1 = 0 .Biết (P) và (S) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính r. Tính r.
A. r = 3
B. r = 2 2
C. r = 3
D. r = 2
Chọn đáp án B
Mặt cầu (S) có tâm I(1;2;2), bán kính R = 3.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu ( S ) : x - 1 2 + y - 2 2 + z - 2 2 = 9 và mặt phẳng (P): 2x-y-2z+1=0. Biết (P) cắt (S) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính r. Tính r.
A. r = 3
B. r = 2 2
C. r = 3
D. r = 2
Đáp án B.
Phương pháp giải: Công thức tính bán kính đường tròn giao tuyến là
Lời giải:
Xét mặt cầu ( S ) : x - 1 2 + y - 2 2 + z - 2 2 = 9 có tâm I(1;2;2) bán kính R =3
Khoảng cách từ tâm I đến (P) là
Vậy bán kính đường tròn giao tuyến là
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu S : x - 1 2 + y - 2 2 + z - 2 2 = 9 và mặt phẳng P : 2 x - y - 2 z + 1 = 0 . Biết P cắt (S) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính r. Tính r.
A. r = 3
B. r = 2 2
C. r = 3
D. r = 2