Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, mặt cầu (S)
có tâm O và bán kính R không cắt mặt phẳng
(P): 2x - y +2z - 2 = 0. Khi đó khẳng định nào sau
đây đúng?
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, mặt cầu (S) có tâm O và bán kính R không cắt mặt phẳng P : 2 x − y + 2 z − 2 = 0 . Khi đó khẳng định nào sau đây đúng?
A. R > 2 3
B. R < 2 3
C. R < 1
D. R ≥ 2 3
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, mặt cầu S có tâm O và bán kính R không cắt mặt phẳng P : 2 x − y + 2 z − 2 = 0. Khi đó khẳng định nào sau đây đúng?
A. R > 2 3
B. R < 2 3
C. R < 1
D. R ≥ 2 3
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 tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có tâm I (1;0;-1) và cắt mặt phẳng (P): 2x+y-2z-16=0 theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng 3. Phương trình của mặt cầu (S) là:
A. (x-1)²+y²+ (z+1)²=25.
B.(x+1)²+y²+ (z-1)²=25
C. (x-1)²+y²+ (z+1)²=9.
D.(x+1)²+y²+ (z-1)²=9.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có tâm I(1;-1;1) và mặt phẳng (P): 2x - y + 2z + 1 = 0. Biết (P) cắt mặt cầu (S) theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng 3. Viết phương trình của mặt cầu (S).
A. ( x - 1 ) 2 + ( y + 1 ) 2 + ( z - 1 ) 2 = 13
B. ( x - 1 ) 2 + ( y + 1 ) 2 + ( z - 1 ) 2 = 169
C. ( x + 1 ) 2 + ( y - 1 ) 2 + ( z + 1 ) 2 = 169
D. ( x + 1 ) 2 + ( y - 1 ) 2 + ( z + 1 ) 2 = 169
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
Đáp án B
d ( I ; ( P ) ) = 2 − 2 − 4 + 1 3 = 1 r = R 2 − d 2 = 9 − 1 = 2 2
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