Bài 80 trang 136 Sách bài tập Hình học lớp 12 Nâng cao

a)Cho đường thẳng d là giao tuyến của hai mặt phẳng

    a) Cho đường thẳng d là giao tuyến của hai mặt phẳng

    \(\left( \alpha  \right):x + y + z + 1 = 0\) và \(\left( {\alpha '} \right):x - y + z - 1 = 0;\)

    Và cho hai mặt phẳng \(\eqalign{  & \left( {{P_1}} \right):x + 2y + 2z + 3 = 0  \cr  & \left( {{P_2}} \right):x + 2y + 2z + 7 = 0 \cr} \)

    Viết phương trình mặt cầu có tâm I thuộc d và tiếp xúc với cả  hai mặt phẳng (P1) và (P2).

    b) Cho đường thẳng \(d:{x \over 2} = {{y - 1} \over 1} = {{z + 1} \over 2}\) và hai mặt phẳng 

    \(\eqalign{
    & \left( {{P_1}} \right):x + y - 2z + 5 = 0 \cr
    & \left( {{P_2}} \right):2x - y + z + 2 = 0 \cr} \)

    Giải

    a) Ta nhận thấy mp(\({P_1}\)) song song với mp(\({P_2}\)).

    Gọi A là giao điểm của đường thẳng d với mp(\({P_1}\)). Tọa độ (x; y; z) của A là nghiệm của hệ: \(\left\{ \matrix{  x + y + z + 1 = 0 \hfill \cr  x - y + z - 1 = 0 \hfill \cr  x + 2y + 2z + 3 = 0 \hfill \cr}  \right.\) 

    Suy ra \(A = \left( {1; - 1; - 1} \right).\)

    Gọi B là giao điểm của đường thẳng d với mp(\({P_2}\)). Toa độ (x; y; z) của B là nghiệm của hệ: \(\left\{ \matrix{  x + y + z + 1 = 0 \hfill \cr  x - y + z - 1 = 0 \hfill \cr  x + 2y + 2z + 7 = 0 \hfill \cr}  \right.\) 

    Suy ra \(B = \left( {5; - 1; - 5} \right).\)

    Tâm I của mặt cầu phải tìm là trung điểm của đoạn thẳng AB.

    Do đó \(I = \left( {3; - 1; - 3} \right)\). Bán kính của mặt cầu phải tìm là

            \(R = d\left( {I,\left( {{P_1}} \right)} \right) = {{\left| {3 - 2 - 6 + 3} \right|} \over {\sqrt 9 }} = {2 \over 3}.\)

    Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là:

            \({\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {\left( {z + 3} \right)^2} = {4 \over 9}.\)

    b) Gọi \(I = \left( {a;b;c} \right)\) là tâm mặt cầu cần tìm, do \(I \in d\) nên

            \({a \over 2} = {{b - 1} \over 1} = {{c + 1} \over 2} \Leftrightarrow \left\{ \matrix{  a - 2b + 2 = 0 \hfill \cr  a - c - 1 = 0. \hfill \cr}  \right.\)

    Vì mặt cầu (S) tiếp xúc với cả mp(\({P_1}\)) và mp(\({P_2}\)) nên:

            \(d\left( {I,\left( {{P_1}} \right)} \right) = d\left( {I,\left( {{P_2}} \right)} \right) = R\)

            \( \Leftrightarrow {{\left| {a + b - 2c + 5} \right|} \over {\sqrt 6 }} = {{\left| {2a - b + c + 2} \right|} \over {\sqrt 6 }} \Leftrightarrow \left[ \matrix{  a - 2b + 3c = 3 \hfill \cr  3a - c =  - 7. \hfill \cr}  \right.\)

    Kết hợp với điều kiện trên ta có:

    Vậy có 2 mặt cầu có tâm nằm trên \(d\) và tiếp xúc với \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\) , chúng có phương trình là

                                  \(\eqalign{  & {\left( {x - {8 \over 3}} \right)^2} + {\left( {y - {7 \over 3}} \right)^2} + {\left( {z- {5 \over 3}} \right)^2} = {{200} \over {27}};  \cr  & {\left( {x + 4} \right)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {\left( {z + 5} \right)^2} = {{50} \over 3}. \cr} \)

    Xemloigiai.com

    SBT Toán 12 Nâng cao

    Lời giải chi tiết, đáp án bài tập SBT Giải tích, Hình học 12 Nâng cao. Tất cả lý thuyết, bài tập vận dụng, thực hành Toán 12 Nâng cao

    PHẦN SBT GIẢI TÍCH 12 NÂNG CAO

    PHẦN SBT HÌNH HỌC 12 NÂNG CAO

    CHƯƠNG I: ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ

    CHƯƠNG II: HÀM SỐ LŨY THỪA, HÀM SỐ MŨ VÀ HÀM SỐ LÔGARIT

    CHƯƠNG III: NGUYÊN HÀM, PHÂN TÍCH VÀ ỨNG DỤNG

    CHƯƠNG IV: SỐ PHỨC

    CHƯƠNG I: KHỐI ĐA DIỆN VÀ THỂ TÍCH CỦA CHÚNG

    CHƯƠNG II: MẶT CẦU, MẶT TRỤ, MẶT NÓN

    CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN

    Lớp 12 | Các môn học Lớp 12 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 12 chọn lọc

    Danh sách các môn học Lớp 12 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.

    Toán Học

    Vật Lý

    Hóa Học

    Ngữ Văn

    Sinh Học

    GDCD

    Tin Học

    Tiếng Anh

    Công Nghệ

    Lịch Sử & Địa Lý

    Tác giả & Tác phẩm

    Đọc nhiều nhất