YOMEDIA
NONE
  • Câu hỏi:

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm H(1;2;- 2). Mặt phẳng \(\left( \alpha  \right)\) đi qua H và cắt các trục Ox, Oy, Oz lần lượt tại các điểm A, B, C sao cho H là trực tâm của \(\Delta ABC\). Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC.    

    • A. \(\frac{{81\pi }}{2}\)
    • B. \(\frac{{243\pi }}{2}\)
    • C. \(81\pi \)
    • D. \(243\pi \)

    Lời giải tham khảo:

    Đáp án đúng: B

    Gọi \(A\left( {a;0;0} \right),B\left( {0;b;0} \right),C\left( {0;0;c} \right)\) lần lượt thuộc các trục tọa độ Ox, Oy, Oz.

    Khi đó ta có phương trình \(\left( \alpha  \right)\) đi qua các điểm A, B, C: \(\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1\) 

    \(H \in \left( \alpha  \right) \Rightarrow \frac{1}{a} + \frac{2}{b} - \frac{2}{c} = 1\,\,\,\left( 1 \right)\)

    Theo đề bài ta có H là trực tâm \(\Delta ABC \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    \overrightarrow {AH}  \bot \overrightarrow {BC} \\
    \overrightarrow {BH}  \bot \overrightarrow {AC} 
    \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    \overrightarrow {AH} .\overrightarrow {BC}  = 0\\
    \overrightarrow {BH} .\overrightarrow {AC}  = 0
    \end{array} \right.\) 

    Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}
    \overrightarrow {AH}  = \left( {1 - a;2; - 2} \right),\overrightarrow {BC}  = \left( {0; - b;c} \right)\\
    \overrightarrow {BH}  = \left( {1;2 - b; - 2} \right),\overrightarrow {AC}  = \left( { - a;0;c} \right)
    \end{array} \right.\) 

    \(\begin{array}{l}
    \left\{ \begin{array}{l}
    \overrightarrow {AH} .\overrightarrow {BC}  = 0\\
    \overrightarrow {BH} .\overrightarrow {AC}  = 0
    \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
     - 2b - 2c = 0\\
     - a - 2c = 0
    \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    a =  - 2c\\
    b =  - c
    \end{array} \right.\\
     \Rightarrow \left( 1 \right) \Leftrightarrow \frac{1}{{ - 2c}} + \frac{2}{{ - c}} - \frac{2}{c} = 1 \Rightarrow  - \frac{9}{{2c}} = 1 \Leftrightarrow c =  - \frac{9}{2}
    \end{array}\)

    \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    a =  - 2c = 9\\
    b =  - c = \frac{9}{2}
    \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    A\left( {9;0;0} \right)\\
    B\left( {0;\frac{9}{2}0} \right)\\
    C\left( {0;0; - \frac{9}{2}} \right)
    \end{array} \right.\) 

    Gọi \(I\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right)\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp chóp tứ giác OABC.

    \(\begin{array}{l}
     \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    OI = IA\\
    OI = IB\\
    OI = IC
    \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    x_0^2 + y_0^2 + z_0^2 = {\left( {{x_0} - 9} \right)^2} + y_0^2 + z_0^2\\
    x_0^2 + y_0^2 + z_0^2 = x_0^2 + {\left( {{y_0} - \frac{9}{2}} \right)^2} + z_0^2\\
    x_0^2 + y_0^2 + z_0^2 = x_0^2 + y_0^2 + {\left( {{z_0} + \frac{9}{2}} \right)^2}
    \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    x_0^2 = {\left( {{x_0} - 9} \right)^2}\\
    y_0^2 = {\left( {{y_0} - \frac{9}{2}} \right)^2}\\
    z_0^2 = {\left( {{z_0} + \frac{9}{2}} \right)^2}
    \end{array} \right.\\
     \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    {x_0} =  - {x_0} + 9\\
    {y_0} =  - {y_0} + \frac{9}{2}\\
    {z_0} =  - {z_0} - \frac{9}{2}
    \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
    {x_0} = \frac{9}{2}\\
    {y_0} = \frac{9}{4}\\
    {z_0} =  - \frac{9}{4}
    \end{array} \right. \Rightarrow I\left( {\frac{9}{2};\frac{9}{4};\frac{9}{4}} \right) \Rightarrow R = OI = \frac{{9\sqrt 6 }}{4}\\
     \Rightarrow {S_{\left( I \right)}} = 4\pi {R^2} = 4\pi .{\left( {\frac{{9\sqrt 6 }}{4}} \right)^2} = \frac{{243\pi }}{2}
    \end{array}\) 

    ATNETWORK

Mã câu hỏi: 88638

Loại bài: Bài tập

Chủ đề :

Môn học: Toán Học

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

 
YOMEDIA

Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng

 

 

CÂU HỎI KHÁC

AANETWORK
 

 

YOMEDIA
ATNETWORK
ON