Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): x+ y + z -1 =0, đường thẳng \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamizaiaacQ % dadaWcaaqaaiaadIhacqGHsislcaaIXaGaaGynaaqaaiaaigdaaaGa % eyypa0ZaaSaaaeaacaWG5bGaeyOeI0IaaGOmaiaaikdaaeaacaaIYa % aaaiabg2da9maalaaabaGaamOEaiabgkHiTiaaiodacaaI3aaabaGa % aGOmaaaaaaa!463B! d:\frac{{x - 15}}{1} = \frac{{y - 22}}{2} = \frac{{z - 37}}{2}\) và mặt cầu \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaeWaaeaaca % WGtbaacaGLOaGaayzkaaGaaiOoaiaadIhadaahaaWcbeqaaiaaikda % aaGccqGHRaWkcaWG5bWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaOGaey4kaSIaam % OEamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaakiabgkHiTiaaiIdacaWG4bGaeyOe % I0IaaGOnaiaadMhacqGHRaWkcaaI0aGaamOEaiabgUcaRiaaisdacq % GH9aqpcaaIWaaaaa!4C00! \left( S \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 8x - 6y + 4z + 4 = 0\). Một đường thẳng \((\Delta)\) thay đổi cắt mặt cầu S tại hai điểm A,B sao cho AB = 8 . Gọi A',B' là hai điểm lần lượt thuộc mặt phẳng (P) sao cho AA', BB' cùng song song với d. Giá trị lớn nhất của biểu thức AA' + BB' là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiMặt cầu S có tâm I ( 4 ; 3; -2) và bán kính R =5.
Gọi H là trung điểm của AB thì \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamysaiaadI % eacqGHLkIxcaWGbbGaamOqaaaa!3ACD! IH \bot AB\) và IH = 3 nên H thuộc mặt cầu (S') tâm I bán kính R' = 3 .
Gọi M là trung điểm của A'B' thì AA' + BB' = 2HM, M nằm trên mặt phẳng (P).
Mặt khác ta có \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamizamaabm % aabaGaamysaiaacUdadaqadaqaaiaadcfaaiaawIcacaGLPaaaaiaa % wIcacaGLPaaacqGH9aqpdaWcaaqaaiaaisdaaeaadaGcaaqaaiaaio % daaSqabaaaaOGaeyipaWJaamOuaaaa!40E2! d\left( {I;\left( P \right)} \right) = \frac{4}{{\sqrt 3 }} < R\) nên (P) cắt mặt cầu (S) và \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaci4CaiaacM % gacaGGUbWaaeWaaeaacaWGKbGaai4oamaabmaabaGaamiuaaGaayjk % aiaawMcaaaGaayjkaiaawMcaaiabg2da9iGacohacaGGPbGaaiOBai % abeg7aHjabg2da9maalaaabaGaaGynaaqaaiaaiodadaGcaaqaaiaa % iodaaSqabaaaaaaa!4742! \sin \left( {d;\left( P \right)} \right) = \sin \alpha = \frac{5}{{3\sqrt 3 }}\) . Gọi K là hình chiếu của H lên (P) thì \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamisaiaadU % eacqGH9aqpcaWGibGaamytaiaac6caciGGZbGaaiyAaiaac6gacqaH % Xoqyaaa!3F5F! HK = HM.\sin \alpha \) .
Vậy để AA' + BB' lớn nhất thì HK lớn nhất
HK đi qua I nên \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamisaiaadU % eadaWgaaWcbaGaciyBaiaacggacaGG4baabeaakiabg2da9iqadkfa % gaqbaiabgUcaRiaadsgadaqadaqaaiaadMeacaGG7aWaaeWaaeaaca % WGqbaacaGLOaGaayzkaaaacaGLOaGaayzkaaGaeyypa0JaaG4maiab % gUcaRmaalaaabaGaaGinaaqaamaakaaabaGaaG4maaWcbeaaaaGccq % GH9aqpdaWcaaqaaiaaisdacqGHRaWkcaaIZaWaaOaaaeaacaaIZaaa % leqaaaGcbaWaaOaaaeaacaaIZaaaleqaaaaaaaa!4D44! H{K_{\max }} = R' + d\left( {I;\left( P \right)} \right) = 3 + \frac{4}{{\sqrt 3 }} = \frac{{4 + 3\sqrt 3 }}{{\sqrt 3 }}\)
Vậy AA' + BB' lớn nhất bằng \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaaGOmamaabm % aabaWaaSaaaeaacaaI0aGaey4kaSIaaG4mamaakaaabaGaaG4maaWc % beaaaOqaamaakaaabaGaaG4maaWcbeaaaaaakiaawIcacaGLPaaaca % GGUaWaaSaaaeaacaaIZaWaaOaaaeaacaaIZaaaleqaaaGcbaGaaGyn % aaaacqGH9aqpdaWcaaqaaiaaikdacaaI0aGaey4kaSIaaGymaiaaiI % dadaGcaaqaaiaaiodaaSqabaaakeaacaaI1aaaaaaa!461A! 2\left( {\frac{{4 + 3\sqrt 3 }}{{\sqrt 3 }}} \right).\frac{{3\sqrt 3 }}{5} = \frac{{24 + 18\sqrt 3 }}{5}\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Tuyển chọn số 2