Câu 19THPT#Hình học Oxyz#Mặt cầu
Thuộc đề: Đề thi thử TN THPT 2026 lần 5 môn Toán liên trường THPT – Nghệ An (Mã đề 0101)Trong một căn phòng (được mô phỏng bởi hệ tọa độ với đơn vị độ dài là đề-xi-mét), người ta có treo một quả cầu trang trí với phương trình bề mặt là . Một con nhện đang phục kích ở vị trí trên trần nhà, nó phát hiện ra một con muỗi đang đậu trên bề mặt quả cầu tại vị trí . Nó quyết định tấn công bằng cách thả tơ rơi thẳng xuống, chạm vào bề mặt quả cầu tại một điểm (biết đường thẳng là tiếp tuyến của mặt cầu). Ngay khi chạm vào quả cầu, nhện lập tức bò trên bề mặt bằng con đường ngắn nhất để bắt con muỗi. Biết tốc độ đu tơ của nhện là và tốc độ bò trên bề mặt quả cầu là . Hãy tính thời gian ngắn nhất (giây) kể từ lúc nhện bắt đầu thả tơ cho đến khi bắt được muỗi. (*Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm*).
Trong một căn phòng (được mô phỏng bởi hệ tọa độ với đơn vị độ dài là đề-xi-mét), người ta có treo một quả cầu trang trí với phương trình bề mặt là . Một con nhện đang phục kích ở vị trí trên trần nhà, nó phát hiện ra một con muỗi đang đậu trên bề mặt quả cầu tại vị trí . Nó quyết định tấn công bằng cách thả tơ rơi thẳng xuống, chạm vào bề mặt quả cầu tại một điểm (biết đường thẳng là tiếp tuyến của mặt cầu). Ngay khi chạm vào quả cầu, nhện lập tức bò trên bề mặt bằng con đường ngắn nhất để bắt con muỗi. Biết tốc độ đu tơ của nhện là và tốc độ bò trên bề mặt quả cầu là . Hãy tính thời gian ngắn nhất (giây) kể từ lúc nhện bắt đầu thả tơ cho đến khi bắt được muỗi. (*Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm*).
Đáp án chính thức: 4,32
Hướng dẫn giải chi tiết
Mặt cầu có tâm và bán kính . Ta có và , hơn nữa .
Vì là tiếp tuyến của nên , thời gian đu tơ là (giây).
Để quãng đường bò trên mặt cầu từ đến ngắn nhất, điểm phải nằm trong mặt phẳng sao cho góc nhỏ nhất. Trong tam giác vuông có , suy ra .
Độ dài cung ngắn nhất là , thời gian bò trên mặt cầu là (giây).
Tổng thời gian ngắn nhất là (giây).
Vì là tiếp tuyến của nên , thời gian đu tơ là (giây).
Để quãng đường bò trên mặt cầu từ đến ngắn nhất, điểm phải nằm trong mặt phẳng sao cho góc nhỏ nhất. Trong tam giác vuông có , suy ra .
Độ dài cung ngắn nhất là , thời gian bò trên mặt cầu là (giây).
Tổng thời gian ngắn nhất là (giây).