Trong không gian Oxyz, cho hai mặt cầu (S1):x2+(y+2)2+(z–2)2=25,(S2):x2+y2+z2–2y+4z–4=0(S1):x2+(y+2)2+(z–2)2=25,(S2):x2+y2+z2–2y+4z–4=0. Biết các tiếp tuyến chung của hai mặt cầu đồng phẳng với đường thẳng nối tâm của hai mặt cầu đi qua điểm cố định M(a;b;c)M(a;b;c). Tính a2+bca2+bc bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiMặt cầu (S1)(S1) có tâm I(0;–2;2)I(0;–2;2), bán kính R1=5.(S2)R1=5.(S2) có tâm J(0;1;–2),J(0;1;–2), bán kính R2=3R2=3.
Do |R2–R1|=2<IJ=5<R2+R1=8|R2–R1|=2<IJ=5<R2+R1=8 nên 2 mặt cầu cắt nhau.
Khi đó các tiếp tuyến chung của hai mặt cầu nằm trên hình nón có đỉnh M trục IJ.
Theo định lý Ta-let ta có MJMI=R2R1=35⇒5→MJ=3→MIMJMI=R2R1=35⇒5−−→MJ=3−−→MI
⇔→OM=12(5→OJ–3→OI)⇔M(0;112;–8)⇔−−→OM=12(5−→OJ–3−→OI)⇔M(0;112;–8).
Vậy a2+bc=–44a2+bc=–44.