JavaScript is required

Câu hỏi:

Trong không gian , cho mặt cầu và hai mặt phẳng . Xét mặt phẳng thay đổi, song song với giao tuyến của hai mặt phẳng và tiếp xúc với mặt cầu . Khoảng cách lớn nhất từ điểm đến mặt phẳng bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

Trả lời:

Đáp án đúng:


Giao tuyến của hai mặt phẳng $(P)$ và $(Q)$ có vector chỉ phương $\vec{u} = [\vec{n_P}, \vec{n_Q}] = (0, 0, 0)$ (hai mặt phẳng song song). Vì $(\alpha)$ song song với giao tuyến của $(P)$ và $(Q)$ nên $(\alpha)$ song song với $(P)$ và $(Q)$, do đó $(\alpha)$ có dạng $x + y + z + d = 0$. Vì $(\alpha)$ tiếp xúc với $(S)$ nên $d(I, (\alpha)) = R = 3$, với $I(1, 1, 1)$ là tâm mặt cầu. $\Rightarrow \frac{|1 + 1 + 1 + d|}{\sqrt{1^2 + 1^2 + 1^2}} = 3 \Rightarrow |3 + d| = 3\sqrt{3} \Rightarrow d = -3 \pm 3\sqrt{3}$ Vậy có hai mặt phẳng thỏa mãn: $(\alpha_1): x + y + z - 3\sqrt{3} - 3 = 0$ và $(\alpha_2): x + y + z + 3\sqrt{3} - 3 = 0$. $d(M, (\alpha_1)) = \frac{|1 - 1 + 0 - 3\sqrt{3} - 3|}{\sqrt{3}} = \frac{|-3\sqrt{3} - 3|}{\sqrt{3}} = \frac{3\sqrt{3} + 3}{\sqrt{3}} = 3 + \sqrt{3} \approx 4.7$ $d(M, (\alpha_2)) = \frac{|1 - 1 + 0 + 3\sqrt{3} - 3|}{\sqrt{3}} = \frac{|3\sqrt{3} - 3|}{\sqrt{3}} = \frac{3\sqrt{3} - 3}{\sqrt{3}} = 3 - \sqrt{3} \approx 1.3$ Gọi $(\beta)$ là mặt phẳng song song $(\alpha)$ và đi qua $M$, có dạng $x+y+z=0$. Khoảng cách từ M đến $(\alpha)$ lớn nhất khi $(\alpha)$ nằm khác phía với $(\beta)$ so với tâm I. Vậy $d_{max} = d(M, (\alpha_1)) = \frac{|(1-1+0) - (1+1+1)|}{\sqrt{3}} + 6 = 3/\sqrt{3} + 6 = \sqrt{3} + 6 $ Hai mặt phẳng thỏa mãn đề bài là $x+y+z -3 - 3\sqrt{3} = 0$ và $x+y+z -3 + 3\sqrt{3} = 0$ Khoảng cách từ M đến $(\alpha)$ là $|1 + (-1) + 0 - 3 \pm 3\sqrt{3}|/\sqrt{3} = |-3 \pm 3\sqrt{3}|/\sqrt{3} = |-3(1 \pm \sqrt{3})|/\sqrt{3} = 3|1\pm \sqrt{3}|/\sqrt{3}$ Khi $(\alpha)$ là $x+y+z -3 - 3\sqrt{3} = 0$ thì khoảng cách là $3(1+\sqrt{3})/\sqrt{3} = 3 + \sqrt{3} \approx 4.732 < 3 + 3\sqrt{3} \approx 8.19$ Khoảng cách lớn nhất khi $(\alpha)$ tiếp xúc tại điểm xa M nhất. Điểm này cách M: R + d(I, (P hoac Q))

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

Câu hỏi liên quan