RANDOM
VIDEO

Bài tập 5 trang 92 SGK Hình học 12

Giải bài 5 tr 92 sách GK Toán Hình lớp 12

Cho mặt cầu (S) có phương trình (x – 3)2 + (y + 2)2 + (z – 1)2 = 100 và mặt phẳng \((\alpha )\) có phương trình 2x – 2y – z + 9 = 0. Mp \((\alpha )\) cắt mặt cầu (S) theo một đường tròn (C). Hãy xác định tọa độ tâm và tính bán kính của đường tròn (C).

RANDOM

Hướng dẫn giải chi tiết bài 5

 
 

Phương pháp:

Trước khi giải bài 5, ta ôn lại vị trí tương đối giữa mặt phẳng và mặt cầu đã học ở chương 2 Hình học 12:

Cho mặt cầu S(O;r) tâm O bán kính r và mặt phẳng (P); H là hình chiếu vuông góc của O lên mặt phẳng (P).

Khi đó h=OH là khoảng cách từ O đến mặt phẳng (P). 

  • Nếu h=r thì (P) tiếp xúc mặt cầu.

Ghi nhớ: Điều kiện cần và đủ để mặt phẳng (P) tiếp xúc với mặt cầu S(O;r) tại điểm H là (P) vuông góc với bán kính OH tại điểm H đó.

  • Nếu h>r thì (P) không có điểm chung với mặt cầu.

  • Nếu h < r thì (P) cắt mặt cầu S(O;r) theo giao tuyến là một đường tròn tâm H bán kính \(r' = \sqrt {{r^2} - {h^2}} .\)

Lời giải:

Lời giải chi tiết bài 5 như sau:

Mặt cầu (S) có tâm là I(3;-2;1) và có bán kính R = 10.

\(d(I,(\alpha ))=\frac{\left | 2.3+2.2-1+9 \right |}{\sqrt{2^2+2^2+1^2}}=6\)

Ta có: \(d(I,(\alpha ))=6< 10\), suy ra mặt phẳng \((\alpha )\) cắt (S) theo một đường tròn (C) chính là hình chiếu vuông góc của I trên mặt phẳng \((\alpha )\).

Mặt phẳng \((\alpha )\) có VTPT \(\overrightarrow n = \left( {2; - 2; - 1} \right)\).

Gọi \(\Delta\) là đường thẳng đi qua I(3;-2;1) và vuông góc với \((\alpha )\) suy ra \(\Delta\) nhận \(\overrightarrow n = \left( {2; - 2; - 1} \right)\) làm VTCP:

Vậy phương trình tham số của \(\Delta\) là: \(\left\{\begin{matrix} x=3+2t\\ y=-2-2t\\ z=1-t \end{matrix}\right.\)

\(\Delta\) cắt \((\alpha )\) tại J(3+2t; -2-2t; 1-t). Vì \(J\in (\alpha )\) nên ta có:

\(2(3+2t) -2(-2-2t) - (1-t)+9=0\Leftrightarrow 9t+18=0\Leftrightarrow t=-2\)

Vậy ta được J(-1; 2; 3)

Bán kính r của (C) được tính theo công thức:

\(r=\sqrt{R^2-d^2(I,(\alpha ))}=\sqrt{100-36}=8\)

Vậy đường tròn (C) có tâm J(-1; 2; 3) và bán kính r = 8.

-- Mod Toán 12 HỌC247

 
Nếu bạn thấy hướng dẫn giải Bài tập 5 trang 92 SGK Hình học 12 HAY thì click chia sẻ 
YOMEDIA

 

YOMEDIA
1=>1
Array
(
    [0] => Array
        (
            [banner_picture] => 304_1605583707.jpg
            [banner_picture2] => 
            [banner_picture3] => 
            [banner_picture4] => 
            [banner_picture5] => 
            [banner_link] => https://tracnghiem.net/thptqg/?utm_source=Hoc247&utm_medium=Banner&utm_campaign=PopupPC
            [banner_startdate] => 2020-10-19 00:00:00
            [banner_enddate] => 2020-11-30 23:59:00
            [banner_embed] => 
            [banner_date] => 
            [banner_time] => 
        )

    [1] => Array
        (
            [banner_picture] => 202_1605583688.jpg
            [banner_picture2] => 
            [banner_picture3] => 
            [banner_picture4] => 
            [banner_picture5] => 
            [banner_link] => https://tracnghiem.net/de-kiem-tra/?utm_source=Hoc247&utm_medium=Banner&utm_campaign=PopupPC
            [banner_startdate] => 2020-11-02 00:00:00
            [banner_enddate] => 2020-11-30 23:59:00
            [banner_embed] => 
            [banner_date] => 
            [banner_time] => 
        )

)