Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\): 2x-y+2z-14=0 và quả cầu \(\left( S \right):\,{{\left( x-1 \right)}^{2}}+{{\left( y+2 \right)}^{2}}+{{\left( z+1 \right)}^{2}}=9\). Tọa độ điểm \(H\left( a;b;c \right)\) thuộc mặt cầu \(\left( S \right)\) sao cho khoảng cách từ H đến mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) là lớn nhất. Gọi \(A,\,B,\,C\) lần lượt là hình chiếu của H xuống mặt phẳng \(\left( Oxy \right)\,,\,\left( Oyz \right)\,,\,\left( Ozx \right)\). Gọi S là diện tích tam giác ABC, hãy chọn mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau?
A. \(S \in \left( {0\,;\,1} \right)\)
B. \(S \in \left( {1\,;\,2} \right)\)
C. \(S \in \left( {2\,;\,3} \right)\)
D. \(S \in \left( {3\,;\,4} \right)\)
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm \(I\left( 1;-2;-1 \right)\), bán kính R=3.
Ta có: \(d\left( I,\left( \alpha \right) \right) =\frac{\left| 2.1-\left( -2 \right)+2.\left( -1 \right)-14 \right|}{\sqrt{{{2}^{2}}+{{\left( -1 \right)}^{2}}+{{2}^{2}}}} =4>R\), suy ra \(\left( \alpha \right)\) không cắt quả cầu \(\left( S \right)\).
Vậy khoảng cách lớn nhất từ một điểm thuộc mặt cầu \(\left( S \right)\) xuống mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) là giao điểm của mặt cầu với đường thẳng qua tâm I và vuông góc với \(\left( \alpha \right)\).
Gọi d là phương trình đường thẳng qua I và vuông góc với mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) nên có phương trình \(\left\{ \begin{array}{l} x = 1 + 2t\\ y = - 2 - t\\ z = - 1 + 2t \end{array} \right.\)
Ta tìm giao điểm của d và (S). Xét hệ: \(\left\{ \begin{array}{l} x = 1 + 2t\\ y = - 2 - t\\ z = - 1 + 2t\\ {x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y + 2z - 3 = 0 \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 1 + 2t\\ y = - 2 - t\\ z = - 1 + 2t\\ {\left( {1 + 2t} \right)^2} + {\left( { - 2 - t} \right)^2} + {\left( { - 1 + 2t} \right)^2} - 2\left( {1 + 2t} \right) + 4\left( { - 2 - t} \right) + 2\left( { - 1 + 2t} \right) - 3 = 0 \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 1 + 2t\\ y = - 2 - t\\ z = - 1 + 2t\\ 9{t^2} - 9 = 0 \end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} t = 1\\ x = 3\\ y = - 3\\ z = 1 \end{array} \right.\\ \left\{ \begin{array}{l} t = - 1\\ x = - 1\\ y = - 1\\ z = - 3 \end{array} \right. \end{array} \right.\)
Suy ra có hai giao điểm là \(M\left( {3; - 3;1} \right)\) và \(N\left( { - 1; - 1; - 3} \right)\).
Ta có: \(d\left( {M,\left( \alpha \right)} \right) = \frac{{\left| {2.3 - \left( { - 3} \right) + 2.1 - 14} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {2^2}} }} = 1\); \(d\left( {N,\left( \alpha \right)} \right) = \frac{{\left| {2.\left( { - 1} \right) - \left( { - 1} \right) + 2\left( { - 3} \right) - 14} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {2^2}} }} = 7\).
Suy ra \(H \equiv N\left( { - 1; - 1; - 3} \right)\). Từ đó a = -1; b = -1; c = -3.
Mặt khác, theo giả thiết A, B, C là hình chiếu của H xuống mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\,,\,\left( {Oyz} \right)\,,\,\left( {Ozx} \right)\).
Suy ra \(A\left( { - 1\,;\, - 1\,;\,0} \right),\,B\left( {0\,;\, - 1\,;\, - 3} \right),\,C\left( { - 1\,;\,0\,;\, - 3} \right)\).
Vậy \(S = \frac{1}{2}\left| {\left[ {\overrightarrow {AB} \,,\,\overrightarrow {AC} } \right]} \right| = \frac{{\sqrt {19} }}{2} \in \left( {2\,;\,3} \right)\).
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho hàm số f(x) có đạo hàm liên tục trên đoạn \(\left[ 1;2 \right]\) và thỏa mãn \(f(1)=-\frac{1}{2}\) và
\(f(x)+x{f}'(x)=\left( 2{{x}^{3}}+{{x}^{2}} \right){{f}^{2}}(x),\forall x\in [1;2].\) Giá trị của tích phân \(\int_{1}^{2} x f(x) d x\) bằng
Từ một nhóm học sinh gồm 5 nam và 8 nữ, có bao nhiêu cách chọn ra hai học sinh?
Cho hàm số \(f\left( x \right)=3{{x}^{2}}+{{\text{e}}^{x}}\). Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng
Trong không gian Oxyz, mặt cầu có tâm tại gốc tọa độ và đi qua điểm \(A\left( 0;3;0 \right)\) có phương trình là:
Tiệm cận đúng của đồ thị hàm số \(y = \frac{{3x + 4}}{{x - 2}}\) là đường thẳng:
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài cạnh đáy bằng 4 và độ dài cạnh bên bằng 5 (tham khảo hình vẽ). Khoảng cách từ S đến mặt phẳng \(\left( ABCD \right)\) bằng
.png)
Cho hệ bất phương trình \(\left\{ \begin{array}{l} {3^{2x + \sqrt {x + 1} }} - {3^{2 + \sqrt {x + 1} }} + 2020x - 2020 \le 0\\ {x^2} - \left( {m + 2} \right)x - {m^2} + 3 \ge 0 \end{array} \right.\) (m là tham số). Gọi S là tập tất cả các giá trị nguyên của tham số m để hệ bất phương trình đã cho có nghiệm. Tính tổng các phần tử của S.
Trong không gian Oxyz, vectơ nào dưới đây là một vectơ chi phương của đường thằng AB biết tọa độ điểm \(A\left( 1\,;\,2\,;\,3 \right)\) và tọa độ điểm \(B(3\,;\,2\,;\,1)?\)
Cho a là số thực dương. Giá trị của biểu thức \(P\,=\,{{a}^{\frac{2}{3}}}\sqrt{a}\)
Phần không gian bên trong của chai nước ngọt có hình dạng như hình bên.
Biết bán kính đáy bằng \(R=5 \mathrm{~cm}\), bán kính cổ \(r=2 c m, A B=3 \mathrm{~cm}, B C=6 \mathrm{~cm}, \mathrm{CD}=16 \mathrm{~cm} .\) Thể tích phần không gian bên trong của chai nước ngọt đó bằng
Đồ thị hàm số \(y=\frac{x+5}{x-1}\) cắt trục hoành tại điểm có hoành độ bằng
Nếu \(\int\limits_{0}^{2}{\left[ f\left( x \right)-x \right]}dx=1\) thì \(\int\limits_{0}^{2}{f\left( x \right)dx}\) bằng
Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y={{x}^{4}}+2{{x}^{2}}-3\) trên đoạn \(\left[ -1\,;\,2 \right]\). Tổng M+m bằng
Giả sử z là số phức thỏa mãn \(\left| iz-2-i \right|=3\). Giá trị lớn nhất của biểu thức \(2\left| z-4-i \right|+\left| z+5+8i \right|\) có dạng \(\sqrt{\overline{abc}}\). Khi đó a+b+c bằng


