Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( P \right):2x + 2y - z + 4 = 0\) và các điểm \(A\left( {2;1;2} \right),B\left( {3; - 2;2} \right)\). Điểm M thuộc mặt phẳng (P) sao cho các đường thẳng MA, MB luôn tạo với mặt phẳng (P) một góc bằng nhau. Biết rằng điểm M luôn thuộc đường tròn (C) cố định. Tìm tọa độ tâm của đường tròn (C).
A. \(\left( {\frac{{74}}{{27}}; - \frac{{97}}{{27}};\frac{{62}}{{27}}} \right)\)
B. \(\left( {\frac{{32}}{9}; - \frac{{49}}{9};\frac{2}{9}} \right)\)
C. \(\left( {\frac{{10}}{3}; - 3;\frac{{14}}{3}} \right)\)
D. \(\left( {\frac{{17}}{{21}}; - \frac{{17}}{{21}};\frac{{17}}{{21}}} \right)\)
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Gọi H, K lần lượt là hình chiếu của A, B lên (P) \( \Rightarrow AMH = BMK\)
Ta có: \(AH = d\left( {A;\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {4 + 2 - 2 + 4} \right|}}{3} = \frac{8}{3};BK = d\left( {B;\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {6 - 4 - 2 + 4} \right|}}{3} = \frac{4}{3} \Rightarrow AH = 2.BK\)
\( \Rightarrow HM = 2.MK\) (do \(\Delta AHM\) đồng dạng với \(\Delta BKM\) (g.g))
.png)
Lấy I đối xứng H qua K; E thuộc đoạn HK sao cho HE = 2KE; F thuộc đoạn KI sao cho FI = 2KF.
Khi đó: A, B, I, H, E, K, F đều là các điểm cố định.
.png)
* Ta chứng minh: M di chuyển trên đường tròn tâm F, đường kính IE:
Gọi N là điểm đối xứng của M qua K \( \Rightarrow \Delta HMN\) cân tại M
E nằm trên trung tuyến HK và \(HE = \frac{2}{3}HK \Rightarrow \) E là trọng tâm \(\Delta HMN\)
\( \Rightarrow ME \bot HN\)
Mà \(HN//MI \Rightarrow ME \bot MI\)
Dễ dàng chứng minh F là trung điểm của EI
Suy ra M di chuyển trên đường tròn tâm F đường kính EI (thuộc mặt phẳng (P))
* Tìm tọa độ điểm F:
Phương trình đường cao AH là: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = 2 + 2t\\
y = 1 + 2t\\
z = 2 - t
\end{array} \right.\)
Gia sử \(H\left( {2 + 2{t_1};1 + 2{t_1};2 - {t_1}} \right).\,\,\,H \in \left( P \right) \Rightarrow 2\left( {2 + 2{t_1}} \right) + 2\left( {1 + 2{t_1}} \right) - \left( {2 - {t_1}} \right) + 4 = 0 \Leftrightarrow {t_1} = \frac{8}{9}\)
\( \Rightarrow H\left( {\frac{2}{9}; - \frac{7}{9};\frac{{26}}{9}} \right)\)
Phương trình đường cao BK là: \(\left\{ \begin{array}{l}
x = 3 + 2t\\
y = - 2 + 2t\\
z = 2 - t
\end{array} \right.\)
Giả sử \(K\left( {3 + 2{t_2}; - 2 + 2{t_2};2 - {t_2}} \right)\)
\(K \in \left( P \right) \Rightarrow 2\left( {3 + 2{t_2}} \right) + 2\left( { - 2 + 2{t_2}} \right) - \left( {2 - {t_2}} \right) + 4 = 0 \Leftrightarrow {t_2} = - \frac{4}{9} \Rightarrow K\left( {\frac{{19}}{9};\frac{{ - 26}}{9};\frac{{22}}{9}} \right)\)
Ta có: \(\overrightarrow {HF} = \frac{4}{3}\overrightarrow {HK} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{x_F} - \frac{2}{9} = \frac{4}{3}.\frac{{17}}{9}\\
{y_F} + \frac{7}{9} = \frac{4}{3}.\frac{{ - 19}}{9}\\
{z_F} - \frac{{26}}{9} = \frac{4}{3}.\frac{{ - 4}}{9}
\end{array} \right. \Rightarrow F\left( {\frac{{74}}{{27}};\frac{{ - 97}}{{27}};\frac{{62}}{{27}}} \right)\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Tính thể tích của khối hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D' có \(AB = 3,AC = 5,AA' = 5\)
Cho hàm số \(y=f(x)\) có đồ thị như hình bên. Giá trị cực tiểu của hàm số đã cho bằng
.png)
Xét các số phức z, w thỏa mãn \(\left| {z + 2 - 2i} \right| = \left| {z - 4i} \right|\) và \(w = iz + 1\). Giá trị nhỏ nhất của \(\left| w \right|\) bằng?
Điểm A trong hình vẽ bên là điểm biểu diễn của số phức z. Khi đó mệnh đề nào sau đây là đúng?
.png)
Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên R và có đồ thị như hình vẽ bên.
.png)
Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m để phương trình \(f\left( {{x^2} - 2x} \right) = m\) có đúng 4 nghiệm thực phân biệt thuộc đoạn \(\left[ { - \frac{3}{2};\frac{7}{2}} \right]\)?
Người ta xây một bể nước hình trụ (tham khảo hình vẽ bên) có bán kính R = 1m (tính từ tâm bể đến mép ngoài), chiều dày của thành bể là b = 0,05m, chiều cao của bể là h = 1,5 m. Tính dung tích của bể nước (làm tròn đến hai chữ số thập phân).
.png)
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông tại B. Biết \(\Delta ABC\) đều và thuộc mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (ABC). Tính theo a thể tích khối chóp S.ABC biết \(AB = a,AC = a\sqrt 3 \)
Cho hàm số \(f(x)\) liên tục trên đoạn [- 1;3] và có đồ thị như hình vẽ bên. Gọi M và m lần lượt là GTLN và GTNN của hàm số đã cho trên [- 1;3]. Giá trị của P = m.M bằng?
.png)
Cho hàm số \(y=f(x)\) có bảng biến thiên như sau:
Số tiệm cận ngang và tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho là:
Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( P \right):2x - y + z - 1 = 0\) đi qua điểm nào dưới đây?
Cho \(\int\limits_0^1 {\frac{{xdx}}{{{{\left( {2x + 1} \right)}^2}}} = a + b\ln 2 + c\ln 3} \) với a, b, c là các số hữu tỉ. Giá trị của \(a+b+c\) bằng:
Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên R và có đồ thị như hình bên. Số nghiệm dương phân biệt của phương trình \(2f\left( x \right) + 7 = 0\) là
.png)
Cho Parabol như hình vẽ bên. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi Parabol và trục hoành bằng
Gọi \(z_1, z_2\) là nghiệm của phương trình \({z^2} - 2z + 4 = 0\). Tính giá trị của biểu thức
\(P = \frac{{z_1^2}}{{{z_2}}} + \frac{{z_2^2}}{{{z_1}}}\)
Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( \alpha \right):x + 2y + 3z - 6 = 0\) và đường thẳng
\(\Delta :\frac{{x + 1}}{{ - 1}} = \frac{{y + 1}}{{ - 1}} = \frac{{z - 3}}{1}\). Mệnh đề nào sau đây đúng?


