Trong không gian với hệ trục tọa độ , cho mặt cầu có tâm và bán kính . Hai mặt phẳng , cùng chứa đường thẳng và tiếp xúc với mặt cầu lần lượt tại các điểm , . Đường thẳng cắt mặt phẳng tại điểm .
a) Tìm tọa độ điểm .
b) Tính độ dài đoạn thẳng .
Trong không gian với hệ trục tọa độ , cho mặt cầu có tâm và bán kính . Hai mặt phẳng , cùng chứa đường thẳng và tiếp xúc với mặt cầu lần lượt tại các điểm , . Đường thẳng cắt mặt phẳng tại điểm .
a) Tìm tọa độ điểm .
b) Tính độ dài đoạn thẳng .
a) Tìm tọa độ điểm .
b) Tính độ dài đoạn thẳng .
Đáp án chính thức: M(-3/13; -73/26; 67/26)|AB = 6√391/25
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Vì IA ⊥ (P), IB ⊥ (Q) mà Δ ⊂ (P), Δ ⊂ (Q) nên IA ⊥ Δ và IB ⊥ Δ, suy ra Δ ⊥ (IAB). Do I ∈ (IAB) nên M là chân đường vuông góc từ I xuống Δ. Lấy P₀(3;−2;5), u = (4;1;3), M = P₀ + tu với (M−I)·u = 0: 4(4+4t) + (−4+t) + 3(3+3t) = 21 + 26t = 0 ⇒ t = −21/26. Vậy M(−3/13; −73/26; 67/26). Kiểm tra: IM² = 625/26, IM = 25/√26 = d(I, Δ). b) Trong mặt phẳng qua I vuông góc với Δ, (P), (Q) là hai tiếp tuyến từ M đến đường tròn tâm I bán kính 3: MA = √(IM² − R²) = √(625/26 − 9) = √(391/26). Trong tam giác vuông IAM: sin∠AIM = MA/IM = √391/25, nửa dây AB = R·sin∠AIM = 3√391/25, nên AB = 6√391/25 ≈ 4,75.
Vì IA ⊥ (P), IB ⊥ (Q) mà Δ ⊂ (P), Δ ⊂ (Q) nên IA ⊥ Δ và IB ⊥ Δ, suy ra Δ ⊥ (IAB). Do I ∈ (IAB) nên M là chân đường vuông góc từ I xuống Δ. Lấy P₀(3;−2;5), u = (4;1;3), M = P₀ + tu với (M−I)·u = 0: 4(4+4t) + (−4+t) + 3(3+3t) = 21 + 26t = 0 ⇒ t = −21/26. Vậy M(−3/13; −73/26; 67/26). Kiểm tra: IM² = 625/26, IM = 25/√26 = d(I, Δ). b) Trong mặt phẳng qua I vuông góc với Δ, (P), (Q) là hai tiếp tuyến từ M đến đường tròn tâm I bán kính 3: MA = √(IM² − R²) = √(625/26 − 9) = √(391/26). Trong tam giác vuông IAM: sin∠AIM = MA/IM = √391/25, nửa dây AB = R·sin∠AIM = 3√391/25, nên AB = 6√391/25 ≈ 4,75.