Câu 21THPT#Hình học Oxyz#Mặt cầu
Thuộc đề: Đề thi thử tốt nghiệp THPT 2025 môn Toán lần 2 sở GD&ĐT Bình Phước (Mã đề 0101)Trong không gian với hệ trục tọa độ , giả sử mặt đất trùng với mặt phẳng . Một bóng đèn trang trí dạng khối cầu có tâm và bán kính được treo cố định lên trần nhà (đơn vị trên mỗi trục tọa độ là ). Một con kiến bò tùy ý trên bóng đèn và một con kiến khác bò tùy ý trên mặt đất, giả sử vectơ tạo bởi tọa độ vị trí của con kiến luôn cùng phương với vectơ chỉ phương của đường thẳng (coi mỗi con kiến là một điểm). Biết lúc con kiến gần nhau nhất có khoảng cách bằng (tham khảo hình vẽ bên). Bán kính của khối cầu có độ dài bao nhiêu .
Trong không gian với hệ trục tọa độ , giả sử mặt đất trùng với mặt phẳng . Một bóng đèn trang trí dạng khối cầu có tâm và bán kính được treo cố định lên trần nhà (đơn vị trên mỗi trục tọa độ là ). Một con kiến bò tùy ý trên bóng đèn và một con kiến khác bò tùy ý trên mặt đất, giả sử vectơ tạo bởi tọa độ vị trí của con kiến luôn cùng phương với vectơ chỉ phương của đường thẳng (coi mỗi con kiến là một điểm). Biết lúc con kiến gần nhau nhất có khoảng cách bằng (tham khảo hình vẽ bên). Bán kính của khối cầu có độ dài bao nhiêu .

Đáp án chính thức: 20
Hướng dẫn giải chi tiết

Gọi là góc giữa đường thẳng và mặt phẳng , ta có . Gọi là hình chiếu của lên , và là điểm thấp nhất của mặt cầu . Khoảng cách ngắn nhất giữa hai con kiến theo phương là .