Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu (S):(x−1)2+(y+1)2+(z−2)2=16(S):(x−1)2+(y+1)2+(z−2)2=16 và điểm A(1;2;3)A(1;2;3). Ba mặt phẳng thay đổi đi qua A và đôi một vuông góc với nhau cắt mặt cầu theo ba đường tròn. Gọi S là tổng diện tích của ba hình tròn đó. Khi đó S bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai(S):(x−1)2+(y+1)2+(z−2)2=16(S):(x−1)2+(y+1)2+(z−2)2=16 có tâm I(1;−1;2)I(1;−1;2) và bán kính R=4R=4
Gọi M, N, P là các hình chiếu vuông góc của I lên 3 mặt phẳng; r1;r2;r3r1;r2;r3 là bán kính của đường tròn giao tuyến tương ứng.
Khi đó, A, I, P, N là 4 đỉnh của một hình hộp chữ nhật, ta có: IM2+IP2+IN2=IA2=02+32+12=10IM2+IP2+IN2=IA2=02+32+12=10
⇔R2−r21+R2−r22+R2−r23=10⇔3.16−(r21+r22+r23)=10⇔r21+r22+r23=38⇔R2−r21+R2−r22+R2−r23=10⇔3.16−(r21+r22+r23)=10⇔r21+r22+r23=38
Tổng diện tích của ba hình tròn đó là: S=π(r21+r22+r23)=38πS=π(r21+r22+r23)=38π.
Chọn: C.