Trong không gian Oxyz, xét mặt cầu (S) có phương trình dạng \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x + y - 2az + 10a = 0\). Tập hợp các giá trị thực của a để (S) có chu vi đường tròn lớn bằng \(8\pi\) là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiMặt cầu \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x + 2y - 2az + 10a = 0\) có:
+) Tâm \(I\left( {2; - 1;a} \right)\)
+) Bán kính \(R = \sqrt {{2^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {a^2} - 10a} = \sqrt {{a^2} - 10a + 5} \) với điều kiện \({a^2} - 10a + 5 > 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
a > 5 + 2\sqrt 5 \\
a < 5 - 2\sqrt 5
\end{array} \right.\)
Đường tròn lớn của hình cầu có bán kính \(R = \sqrt {{a^2} - 10a + 5} \) nên chu vi \(C = 2\pi \sqrt {{a^2} - 10a + 5} \)
Theo đề bài ta có:
\(\begin{array}{l}
C = 8\pi \Leftrightarrow 2\pi \sqrt {{a^2} - 10a + 5} = 8\pi \Leftrightarrow \sqrt {{a^2} - 10a + 5} = 4\\
\Leftrightarrow {a^2} - 10a + 5 = 16 \Leftrightarrow {a^2} - 10a - 11 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
a = - 1\\
a = 11
\end{array} \right.(tm)
\end{array}\)
Vậy \(a \in \left\{ { - 1;11} \right\}\)
Đề thi thử THPT QG môn Toán năm 2019
Trường THPT Chuyên Thái Nguyên lần 2