Trong không gian với hệ tọa độ ${\rm{Ox}}yz$. Hãy viết phương trình mặt cầu $(S)$ có tâm \(I(2\,;\,0;1)\) và tiếp xúc với đường thẳng \(d: \dfrac{{x - 1}}{1} = \dfrac{y}{2} = \dfrac{{z - 2}}{1}\).
Trả lời bởi giáo viên
\(\overrightarrow {{u_d}} = (1;2;1)\) . Lấy điểm \( M( 1;0;2) \in d\) ;
\(\begin{array}{l}\overrightarrow {MI} = ( - 1;0;1) \Rightarrow \left[ {\overrightarrow {MI} ,\overrightarrow u } \right] = ( - 2;2; - 2)\\R = d(I,d) = \dfrac{{\left| {\left[ {\overrightarrow {MI} ,\overrightarrow u } \right]} \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|}} = \dfrac{{\sqrt {{{(2)}^2} + {2^2} + {{( - 2)}^2}} }}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {1^2}} }} = \sqrt 2 \end{array}\)
Vậy phương trình mặt cầu tâm $I ( 2; 0; 1)$ bán kính \(\sqrt 2 \) là:
\({\left( {x - 2} \right)^2} + {y^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 2\) .
Hướng dẫn giải:
+ \(R = d(I,d)\)
+ Phương trình mặt cầu $(S)$ tâm $I( a;b;c)$ bán kính $R$ là $(x-a)^2 + (y-b)^2 + (z-c)^2 = R^2$