YOMEDIA
NONE
  • Câu hỏi:

    Trong không gian với hệ trục tọa độ \(Oxyz\), từ điểm \(A\left( 1;1;0 \right)\) ta kẻ các tiếp tuyến đến mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm \(I\left( -1;1;1 \right)\) và bán kính \(R=1\). Gọi \(M\left( a;b;c \right)\) là một trong các tiếp điểm ứng với các tiếp tuyến trên. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \(T=\left| 2a-b+2c \right|\).

    • A. \(\frac{3-2\sqrt{41}}{15}\).  
    • B. \(\frac{3+2\sqrt{41}}{5}\).  
    • C. \(\frac{3+\sqrt{41}}{5}\).                      
    • D. \(\frac{3+\sqrt{41}}{15}\).

    Lời giải tham khảo:

    Đáp án đúng: B

    Chọn B

    Phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\):\({{\left( x+1 \right)}^{2}}+{{\left( y-1 \right)}^{2}}+{{\left( z-1 \right)}^{2}}=1\).

    Ta có \(\overrightarrow{IA}=\left( 2;0;-1 \right)\) nên \(AI=\sqrt{5}\) và \(AM=\sqrt{A{{I}^{2}}-{{R}^{2}}}=2\).

    Vậy \(M\) thuộc mặt cầu \(\left( {{S}'} \right):{{\left( x-1 \right)}^{2}}+{{\left( y-1 \right)}^{2}}+{{z}^{2}}=4\).

    \(\Rightarrow\) \(M\) thuộc đường tròn \(\left( C \right)\) là giao tuyến giữa \(\left( S \right)\) và \(\left( {{S}'} \right)\).

    \(\Rightarrow\)\(\left( C \right)\) thuộc mặt phẳng \(\left( P \right):2x-y+2=0\).

    Gọi \(H\) là hình chiếu của \(M\) trên \(AI\) thì \(IH.IA=I{{M}^{2}}\Leftrightarrow \frac{IH}{IA}=\frac{I{{M}^{2}}}{I{{A}^{2}}}=\frac{1}{5}\).

    Suy ra \(\overrightarrow{IH}=\frac{1}{5}\overrightarrow{IA}\) nên \(H\left( -\frac{3}{5};1;\frac{4}{5} \right)\) là tâm đường tròn \(\left( C \right)\).

    Bán kính đường tròn \(\left( C \right)\) bằng \(r=MH=\sqrt{M{{I}^{2}}-I{{H}^{2}}}=\frac{2}{\sqrt{5}}\).

    Gọi \(\left( Q \right)\) là mặt phẳng \(2x-y+2z=0\) và \(F\) là hình chiếu của \(H\) lên \(\left( Q \right)\).

    Khi đó ta có \(HF=d\left( H,\left( Q \right) \right)=\frac{1}{5}\) và \(\cos \alpha =\frac{2}{3\sqrt{5}}\); với \(\alpha\) là góc giữa \(\left( P \right)\) và \(\left( Q \right)\). \(\Rightarrow \sin \alpha =\frac{\sqrt{41}}{3\sqrt{5}}\).

    Gọi \(\left( d \right)\) là giao tuyến của \(\left( P \right)\) và \(\left( Q \right)\).

    Gọi \(K\) là hình chiếu của \(H\) trên \(\left( d \right)\) nên \(HK=\frac{HF}{\sin \alpha }=\frac{3\sqrt{5}}{5\sqrt{41}}\).

    Gọi \({{M}_{0}}\) là giao điểm tia đối \(HK\) cắt \(\left( C \right)\)\(\Rightarrow {{M}_{0}}K=HK+r=\frac{3\sqrt{5}}{5\sqrt{41}}+\frac{2}{\sqrt{5}}\).

    Dễ dàng thấy với mọi \(M\in \left( C \right)\), khoảng cách lớn nhất từ \(M\) đến \(\left( Q \right)\) là \(d\left( {{M}_{0}};\left( Q \right) \right)\).

    \(d\left( M;\left( Q \right) \right)={{M}_{0}}K.\sin \alpha =\left( \frac{3\sqrt{5}}{5\sqrt{41}}+\frac{2}{\sqrt{5}} \right)\frac{\sqrt{41}}{3\sqrt{5}}=\frac{3+2\sqrt{41}}{15}\)

    Mặt khác \(d\left( M;\left( Q \right) \right)=\frac{\left| 2a-b+2c \right|}{3}\) nên \(T=3d\left( M;\left( Q \right) \right)\le 3d\left( {{M}_{0}};\left( Q \right) \right)=\frac{3+2\sqrt{41}}{5}\).

    ATNETWORK

Mã câu hỏi: 439553

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