Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm S(0;0;1)S(0;0;1). Hai điểm M(m;0;0);N(0;n;0)M(m;0;0);N(0;n;0) thay đổi sao cho m + n = 1 và m > 0; n > 0. Biết rằng mặt phẳng (SMN) luôn tiếp xúc với một mặt cầu cố định. Bán kính mặt cầu đó bằng: R=√2R=√2.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình mặt phẳng (SMN) theo đoạn chắn là: xm+yn+z=1xm+yn+z=1.
Gọi P(x0;y0;z0)P(x0;y0;z0)
Ta có:
d=d(P;(SMN))=|x0m+y0n+z0−1|√1m2+1n2+1.d=d(P;(SMN))=∣∣x0m+y0n+z0−1∣∣√1m2+1n2+1.
Lại có
1m2+1n2+1=(1m+1n)2−2mn+1=(m+nmn)2−2mn+1=(1mn)2−2mn+1=(1mn−1)21m2+1n2+1=(1m+1n)2−2mn+1=(m+nmn)2−2mn+1=(1mn)2−2mn+1=(1mn−1)2
d=|x0m+y0n+z0−1||1mn−1|.d=∣∣x0m+y0n+z0−1∣∣∣∣1mn−1∣∣.
Ta chọn {x0=1y0=1z0=0⇒d=|m+nmn−1||1mn−1|=1 với mọi m > 0; n > 0.
Do đó mặt cầu cần tìm là mặt cầu tâm P0(1;1;0) bán kính R = 1.