Vận dụng cao Oxyz (Phần 5)
Xem lại phần 1
Xem lại phần 2
Xem lại phần 3
Xem lại phần 4
Câu 41.Trong không gian , cho mặt cầu có tâm có bán kính bằng và mặt cầu có tâm có bán kính bằng . là mặt phẳng thay đổi tiếp xúc với hai mặt cầu , . Đặt lần lượt là giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của khoảng cách từ điểm đến . Giá trị bằng?
A.
B.
C.
D.
Giải.
Giả sử tiếp xúc với lần lượt tại
Gọi ta kiểm tra được là trung điểm do suy ra
Gọi suy ra
Ta có:
Ta có:
Đặt ta được
Thay vào (1) ta thu được
Để phương trình có nghiệm thì
Suy ra
Suy ra .
Chọn B.
Câu 42.Hai quả bóng hình cầu có kích thước khác nhau được đặt ở hai góc của một căn nhà hình hộp chữ nhật sao cho mỗi quả bóng đều tiếp xúc với hai bức tường và nền của nhà đó. Biết rằng trên bề mặt của quả bóng đều tồn tại một điểm có khoảng cách đến hai bức tường và nền nhà mà nó tiếp xúc bằng . Tổng độ dài đường kính của hai quả bóng đó.
A.
B.
C.
D.
Giải.
Xét quả bóng tiếp xúc với các bức tường và chọn hệ trục như hình vẽ bên (tương tự với góc tường còn lại).
Gọi là tâm của mặt cầu (tâm quả bóng) và
phương trình mặt cầu của quả bóng là
Giả sử nằm trên mặt cầu (bề mặt của quả bóng) sao cho
Khi đó
Từ suy ra
Chọn B
Câu 43.Trong không gian với hệ tọa độ cho điểm Mặt phẳng đi qua và cắt các trục lần lượt tại các điểm sao cho là trực tâm của Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp tứ diện
A.
B.
C.
D.
Giải.
Gọi lần lượt thuộc các trục tọa độ
Khi đó ta có phương trình đi qua các điểm
Theo đề bài ta có là trực tâm
Ta có:
Gọi là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp tứ giác
Câu 44.Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu và điểm . Ba mặt phẳng thay đổi đi qua A và đôi một vuông góc với nhau, cắt mặt cầu theo ba đường tròn. Tính tổng diện tích của ba hình tròn tương ứng.
A..
B..
C..
D..
Câu 45.Trong không gian , cho ba điểm . Hai mặt cầu có phương trình và cắt nhau theo đường tròn . có bao nhiêu mặt cầu có tâm thuộc mặt phẳng chứa và tiếp xúc với ba đường thẳng ?
A.
B.Vô số
C.
D.
Giải.
Mặt cầu có tâm , mặt cầu có tâm .
Dễ thấy điểm thuộc cả hai mặt cầu .
Mặt phẳng (P) chứa (C) vuông góc với và đi qua M. Do đó phương trình mặt phẳng (P) là:
.
Gọi K là tâm của mặt cầu cần tìm ta có . Gọi A’; B’; C’ lần lượt là hình chiếu của K trên AB, BC, CA ta có .
Gọi K’ là hình chiếu của K trên (ABC) ta chứng minh được và là tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC.Mà tam giác ABC đều là trọng tâm của tam giác ABC .
Phương trình mặt phẳng (ABC): .
Phương trình đường thẳng đi qua K’ và vuông góc với (ABC) là:
Từ (1) và (2)
Thay vào phương tình mặt phẳng (P) Phương trình có vô số nghiệm.
Vậy có vô số điểm thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Chọn B.
Câu 46.Trong không gian , cho hai điểm , . Viết phương trình mặt cầu có tâm là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác và tiếp xúc với mặt phẳng .
A..
B. .
C..
D..
Giải.
Gọi là tâm đường tròn nội tiếp tam giác .
Ta áp dụng tính chất sau. “ Cho tam giác với là tâm đường tròn nội tiếp tam giác OMN, ta có , với , , ”.
Ta có
Mặt phẳng có phương trình .
Mặt cầu tiếp xúc với mặt phẳng nên mặt cầu có bán kính .
Vậy phương trình mặt cầu là: .
Chọn B
Câu 47.Trong không gian cho mặt cầu có tâm và đi qua điểm Xét các điểm thuộc sao cho đôi một vuông góc với nhau. Thể tích của khối tứ diện có giá trị lớn nhất bằng:
A.
B.
C.
D.
Giải.
Ta có:
Lại có:
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:
Chọn C.
Câu 48.Trong không gian , cho ba điểm . Gọi là các mặt cầu có tâm và bán kính lần lượt bằng . có bao nhiêu mặt phẳng qua điểm và tiếp xúc vứi cả 3 mặt cầu .
A.2
B.7
C.0
D.1
Giải.
Gọi là 1 VTPT của , khi đó phương trình là:
.
Theo bài ra ta có:
Vậy có 1 mặt phẳng thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Chọn D.
Câu 49.Trong không gian với hệ tọa độ cho ba điểm và mặt cầu . Gọi điểm là điểm trên sao cho đạt giá trị nhỏ nhất. Hãy tìm .
A.
B.
C.
D.
Giải.
Gọi điểm thỏa mãn:
Theo đề bài ta có:
Ta có: có tâm
Có: Phương trình đường thẳng
Do thỏa mãn
Chọn C.
Câu 50.Trong không gian với hệ trục tọa độ , cho mặt cầu . Một mặt phẳng tiếp xúc với mặt cầu và cắt các tia lần lượt tại ( không trùng với gốc tọa độ ) thỏa mãn . Diện tích của tam giác bằng
A..
B..
C..
D..
Giải.
Mặt cầu có tâm bán kính .
Gọi là điểm tiếp xúc của và là trực tâm tam giác .
Trong , gọi , ta có: .
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:
Mặt khác ta có: .
Dấu “=” xảy ra .
.
Mà .
Chọn B.
0 Comments
Vui lòng đăng nhập google để bình luậnể ứ á
Để gõ công thức toán, hãy đặt [biểu thức toán] trong dấu $$
Ví dụ: