Trong khôn gian với hệ trục tọa độ
O
x
y
z
, cho mặt cầu
S
:
x
2
+
(
y
-
4
)
2
+
z
2
=
5
. Tìm tọa độ điểm A thuộc trục Oy, biết rằng ba mặt phẳng phân biệt qua A có các vec-tơ pháp tuyến lần lượt là các vec-tơ đơn vị của các trục tọa độ cắt mặt cầu theo thiết diện là ba hình tròn có tổng diện tích...
Đọc tiếp
Trong khôn gian với hệ trục tọa độ O x y z , cho mặt cầu S : x 2 + ( y - 4 ) 2 + z 2 = 5 . Tìm tọa độ điểm A thuộc trục Oy, biết rằng ba mặt phẳng phân biệt qua A có các vec-tơ pháp tuyến lần lượt là các vec-tơ đơn vị của các trục tọa độ cắt mặt cầu theo thiết diện là ba hình tròn có tổng diện tích là 11 π
A. A ( 0 ; 2 ; 0 ) A ( 0 ; 6 ; 0 )
B. A ( 0 ; 0 ; 0 ) A ( 0 ; 8 ; 0 )
C. A ( 0 ; 0 ; 0 ) A ( 0 ; 6 ; 0 )
D. A ( 0 ; 2 ; 0 ) A ( 0 ; 8 ; 0 )
Đáp án A.
Mặt cầu (S) có tâm O ( 0 ; 4 ; 0 ) và bán kính R = 5 .Điểm A ∈ O y → A ( 0 ; b ; 0 ) . Khi đó ba mặt phẳng theo giả thiết đi qua A và có phương trình tổng quát lần lượt là α 1 : x = 0 , α 2 : y - b = 0 và α 3 : z = 0 .
Nhận thấy d I ; α 1 = d I ; α 2 = d I ; α 3 = 0 nên mặt cầu (S) cắt các mặt phẳng α 1 , α 3 theo giao tuyến là đường tròn lớn có tâm I, bán kính R = 5 . Tổng diện tích của hai hình tròn đó là S 1 + S 3 = 2 πR 2 = 10 π .
Suy ra mặt cầu (S) cắt α 2 theo giao tuyến là một đường tròn có diện tích là S 3 = 11 π - S 1 + S 2 = 11 π - 10 π = π . Bán kính đường tròn này là r = S 3 π = 1 .
→ d I , α 3 = R 2 - r 2 = 2 = 4 - b ⇔ b = 2 b = 6 . Vậy A 0 ; 2 ; 0 A ( 0 ; 6 ; 0 ) .