Trong không gian với hệ tọa độ . Một trạm kiểm soát không gian trên Trái Đất cần tính toán vị trí của một vệ tinh viễn thông đang di chuyển trong không gian. Vệ tinh này truyền tín hiệu đến ba trạm thu sóng trên mặt đất có tọa độ , , . Vệ tinh luôn nằm trên một mặt cầu cố định do ảnh hưởng của từ trường hấp dẫn. Phương trình mặt cầu mô tả quỹ đạo vệ tinh là . Xét tính đúng sai của các mệnh đề sau:
Trong không gian với hệ tọa độ . Một trạm kiểm soát không gian trên Trái Đất cần tính toán vị trí của một vệ tinh viễn thông đang di chuyển trong không gian. Vệ tinh này truyền tín hiệu đến ba trạm thu sóng trên mặt đất có tọa độ , , . Vệ tinh luôn nằm trên một mặt cầu cố định do ảnh hưởng của từ trường hấp dẫn. Phương trình mặt cầu mô tả quỹ đạo vệ tinh là . Xét tính đúng sai của các mệnh đề sau:
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Khi khoảng cách từ vệ tinh đến mặt phẳng chứa ba trạm thu sóng là nhỏ nhất thì góc thu sóng được tạo thành từ vệ tinh đến trạm thu sóng với mặt phẳng chứa ba trạm thu sóng sao cho tín hiệu được truyền ổn định và không bị nhiễu sóng. Góc nhỏ hơn .
b)
Phương trình mặt phẳng chứa ba trạm thu sóng có một vecto pháp tuyến là .
c)
Nếu một tàu vũ trụ đang bay theo đường thẳng: thì tại thời điểm nào đó nó sẽ đi vào vùng quỹ đạo của vệ tinh.
d)
Khoảng cách lớn nhất từ vệ tinh đến mặt phẳng chứa ba trạm thu sóng (tức là điểm cao nhất hoặc thấp nhất của vệ tinh so với mặt phẳng chứa các trạm) có giá trị lớn hơn 2.
Đáp án chính thức: a:S,b:S,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Mặt phẳng (ABC): AB=(-4;6;-8), AC=(3;3;-3), n=AB×AC=(6;-12;-30)∝(1;-2;-5). Mặt phẳng: x-2y-5z+18=0. Mặt cầu (T) tâm I(1;-2;3), R=1. Khoảng cách từ I đến mặt phẳng: d=|1+4-15+18|/√30=8/√30≈1,4606.
a) Sai: Khoảng cách nhỏ nhất từ S đến mặt phẳng là d-R=8/√30-1≈0,4606. Điểm S gần nhất là I+R·n̂ với n̂=(1;-2;-5)/√30, khi đó sinθ=d(S,(ABC))/SA≈0,4606/3,4527≈0,1334 nên θ≈7,7°>1°.
b) Sai: Vecto pháp tuyến của (ABC) là (1;-2;-5), không phải (1;6;-5) (thay A vào mặt phẳng với n=(1;6;-5): 3-12-25+d=0 cho d=34, nhưng B: -1+24+15+d=0 cho d=-38, mâu thuẫn).
c) Sai: Đường thẳng d: (5+2t;-3-t;2+4t). Khoảng cách từ I đến d: IP=(4;-1;-1), IP×u=(-5;-18;-2), |IP×u|=√353, |u|=√21, dist=√(353/21)≈4,10>1=R nên đường thẳng không cắt mặt cầu, tàu không vào vùng quỹ đạo.
d) Đúng: Khoảng cách lớn nhất từ S đến mặt phẳng là d+R=8/√30+1≈2,46>2.
a) (AI giải đề cho tôi)
θ≈7,7°>1° vì sinθ=(8/√30-1)/SA≈0,1334.
b) (AI giải đề cho tôi)
Vecto pháp tuyến thực tế là (1;-2;-5).
c) (AI giải đề cho tôi)
Khoảng cách từ tâm I đến đường thẳng ≈4,10>1 nên không cắt mặt cầu.
d) (AI giải đề cho tôi)
d_max=8/√30+1≈2,46>2.
Mặt phẳng (ABC): AB=(-4;6;-8), AC=(3;3;-3), n=AB×AC=(6;-12;-30)∝(1;-2;-5). Mặt phẳng: x-2y-5z+18=0. Mặt cầu (T) tâm I(1;-2;3), R=1. Khoảng cách từ I đến mặt phẳng: d=|1+4-15+18|/√30=8/√30≈1,4606.
a) Sai: Khoảng cách nhỏ nhất từ S đến mặt phẳng là d-R=8/√30-1≈0,4606. Điểm S gần nhất là I+R·n̂ với n̂=(1;-2;-5)/√30, khi đó sinθ=d(S,(ABC))/SA≈0,4606/3,4527≈0,1334 nên θ≈7,7°>1°.
b) Sai: Vecto pháp tuyến của (ABC) là (1;-2;-5), không phải (1;6;-5) (thay A vào mặt phẳng với n=(1;6;-5): 3-12-25+d=0 cho d=34, nhưng B: -1+24+15+d=0 cho d=-38, mâu thuẫn).
c) Sai: Đường thẳng d: (5+2t;-3-t;2+4t). Khoảng cách từ I đến d: IP=(4;-1;-1), IP×u=(-5;-18;-2), |IP×u|=√353, |u|=√21, dist=√(353/21)≈4,10>1=R nên đường thẳng không cắt mặt cầu, tàu không vào vùng quỹ đạo.
d) Đúng: Khoảng cách lớn nhất từ S đến mặt phẳng là d+R=8/√30+1≈2,46>2.
a) (AI giải đề cho tôi)
θ≈7,7°>1° vì sinθ=(8/√30-1)/SA≈0,1334.
b) (AI giải đề cho tôi)
Vecto pháp tuyến thực tế là (1;-2;-5).
c) (AI giải đề cho tôi)
Khoảng cách từ tâm I đến đường thẳng ≈4,10>1 nên không cắt mặt cầu.
d) (AI giải đề cho tôi)
d_max=8/√30+1≈2,46>2.