Trong không gian tọa độ \(Oxyz\) cho mặt phẳng \(\left( P \right):x - 2y + 2z - 11 = 0\) và điểm \(I\left( { - 3;3;1} \right)\). Gọi \(\left( S \right)\) là mặt cầu có tâm là điểm \(I\) và cắt mặt phẳng \(\left( P \right)\) theo một đường tròn có chu vi bằng \(8\pi \). Phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) là:
Trả lời bởi giáo viên
Đường tròn có chu vi bằng \(8\pi \Rightarrow \)Bán kính đường tròn là \(r = \dfrac{{8\pi }}{{2\pi }} = 4\).
Ta có: \(d = d\left( {I;\left( P \right)} \right) = \dfrac{{\left| { - 3 - 2.3 + 2.1 - 11} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {2^2}} }} = \dfrac{{18}}{3} = 6\).
Mà \({d^2} + {r^2} = {R^2} \Rightarrow R = \sqrt {52} \).
Vậy phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) là: \({\left( {x + 3} \right)^2} + {\left( {y - 3} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} \)\(= 52\).
Hướng dẫn giải:
Sử dụng công thức: \({d^2} + {r^2} = {R^2}\)
Trong đó,
\(d\,\): khoảng cách từ tâm O đến mặt phẳng (P),
\(r\): bán kính đường tròn là giao tuyến của mặt cầu (S) và mặt phẳng (P),
\(R\): bán kính hình cầu.