JavaScript is required

Câu hỏi:

Trong không gian \(Oxyz\) cho hình hộp chữ nhật \(OABC.{O}'{A}'{B}'{C}'\) với \(O\) là gốc tọa độ, \(A\left( 2;0;0 \right)\); \(C\left( 0;3;0 \right)\); \({O}'\left( 0;0;4 \right)\). Ta có

a) Mặt cầu tâm \(O\) bán kính \(OA\) có phương trình là:

\({{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=2\).

b) Mặt cầu tâm \(A\) đi qua \(C\) có phương trình là:

\({{\left( x-2 \right)}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=13\).

c) Gọi \(H\) là hình chiếu vuông góc của \(O\) lên \(\left( AC{O}' \right)\) mặt cầu tâm \(O\) đi qua \(H\) có phương trình là \({{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=\frac{12}{61}\).

d) Mặt cầu đi qua các đỉnh của hình hộp có phương trình là:

\({{\left( x-1 \right)}^{2}}+{{\left( y-\frac{3}{2} \right)}^{2}}+{{\left( z-2 \right)}^{2}}=\frac{29}{4}\).

Trả lời:

Đáp án đúng: Sai, Đúng, Sai, Đúng


Ta có các điểm: \(O\left( 0;0;0 \right)\) \({O}'\left( 0;0;4 \right)\) \(A\left( 2;0;0 \right)\) \(C\left( 0;3;0 \right)\).

 a) Sai.

Ta có: \(\overrightarrow{OA}=\left( 2;0;0 \right)\); \(\left| \overrightarrow{OA} \right|=\sqrt{{{2}^{2}}}=2\).

Mặt cầu tâm \(O\) bán kính \(OA\) có phương trình là:

\({{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=4\).

b) Đúng.

Do mặt cầu tâm \(A\) đi qua \(C\) ta lấy bán kính là \(AC\).

Ta có: \(\overrightarrow{AC}=\left( -2;3;0 \right)\); \(\left| \overrightarrow{AC} \right|=\sqrt{{{\left( -2 \right)}^{2}}+{{3}^{2}}}=\sqrt{13}\).

Mặt cầu tâm \(A\) bán kính \(AC\) có phương trình là:

\({{\left( x-2 \right)}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=13\).

c) Sai.

Do \(H\) là hình chiếu của \(O\) trên mặt phẳng \(\left( {O}'AC \right)\) và độ dài \(OH\) cũng là khoảng cách từ \(O\) đến \(\left( {O}'AC \right)\) nên \(d\left( O,\left( {O}'AC \right) \right)=R=OH\).

Ta có:

\(\overrightarrow{{O}'A}=\left( 2;0;-4 \right)\); \(\overrightarrow{{O}'C}=\left( 0;3;-4 \right)\); \(\left[ \overrightarrow{{O}'A},\overrightarrow{{O}'C} \right]=\left( 12;8;6 \right)=\left( 6;4;3 \right)\).

Phương trình mặt phẳng \(\left( {O}'AC \right)\): \(6x+4y+3z-12=0\).

\(d\left( O,\left( {O}'AC \right) \right)=\frac{\left| -12 \right|}{\sqrt{{{6}^{2}}+{{4}^{2}}+{{3}^{2}}}}=\frac{12\sqrt{61}}{61}=OH\).

Vậy phương trình mặt cầu tâm \(O\) bán kính \(OH\) là:

\({{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}=\frac{144}{61}\).

Cách 2:

Do \(H\) là hình chiếu của \(O\) trên mặt phẳng \(\left( {O}'AC \right)\) và độ dài \(OH\) cũng là khoảng cách từ \(O\) đến \(\left( {O}'AC \right)\) nên \(d\left( O,\left( {O}'AC \right) \right)=R=OH\).

\(\begin{align}  & \frac{1}{O{{H}^{2}}}=\frac{1}{O{{A}^{2}}}+\frac{1}{O{{C}^{2}}}+\frac{1}{O{{{{O}'}}^{2}}}\Rightarrow \frac{1}{O{{H}^{2}}}=\frac{1}{4}+\frac{1}{9}+\frac{1}{16}=\frac{61}{144} \\  & \Rightarrow O{{H}^{2}}=\frac{144}{61}={{R}^{2}}. \\ \end{align}\)

d) Đúng.

Gọi \(I\) là trung điểm của \(A{C}'\) (đường chéo hình hộp chữ nhật).

Ta có: \(A\left( 2;0;0 \right)\) \({C}'\left( 0;3;4 \right)\) \(I\left( 1;\frac{3}{2};2 \right)\).

Do \(I\) là tâm của hình hộp chữ nhật nên \(I\) là tâm của hình cầu với bán kính là từ \(I\) đến các đỉnh ta lấy \(IA=R\).

Ta có: \(\overrightarrow{IA}=\left( 1;-\frac{3}{2};-2 \right)\) \(\left| \overrightarrow{IA} \right|=\sqrt{{{1}^{2}}+{{\left( -\frac{3}{2} \right)}^{2}}+{{\left( -2 \right)}^{2}}}=\frac{\sqrt{29}}{2}\).

Phương trình mặt cầu tâm \(I\) bán kính \(IA\) là:

\({{\left( x-1 \right)}^{2}}+{{\left( y-\frac{3}{2} \right)}^{2}}+{{\left( z-2 \right)}^{2}}=\frac{29}{4}\).

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Tuyển Tập Đề Thi Tham Khảo Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia Năm 2025 - Toán - Bộ Đề 02 được biên soạn nhằm hỗ trợ học sinh ôn luyện hiệu quả, làm quen với cấu trúc đề thi chính thức và nâng cao kỹ năng giải toán. Đề thi có thời gian làm bài 90 phút, bao phủ toàn bộ chương trình THPT, với 70-80% nội dung thuộc lớp 12, phần còn lại được chọn lọc từ chương trình lớp 11 và lớp 10, đảm bảo sự kết nối kiến thức giữa các lớp học. Các chuyên đề trọng tâm như hàm số, đạo hàm, số phức, hình học không gian, tổ hợp - xác suất và phương pháp tọa độ trong mặt phẳng đều được tích hợp đầy đủ trong đề thi. Cấu trúc đề thi gồm 3 phần: Câu Trắc Nghiệm Nhiều Phương Án Lựa Chọn, Câu Trắc Nghiệm Đúng Sai và Câu Trắc Nghiệm Trả Lời Ngắn, tạo cơ hội để học sinh tiếp cận và giải quyết các bài toán từ cơ bản đến nâng cao. Đây là tài liệu ôn tập quan trọng giúp học sinh xây dựng nền tảng vững chắc, rèn luyện tư duy toán học và đạt kết quả cao trong kỳ thi tốt nghiệp THPT 2025.

15/04/2025
0 lượt thi

Câu hỏi liên quan