Trong không gian với hệ tọa độ $Oxyz$, cho mặt cầu $(S)$ có tâm $I(3;2;-1)$ và đi qua điểm $A(2;1;2)$. Mặt phẳng nào dưới đây tiếp xúc với $(S)$ tại $A$?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có \(\overrightarrow {AI} = \left( {1;1; - 3} \right)\).
Vì $(P)$ tiếp xúc với $(S)$ tại $A$.
$ \Leftrightarrow IA \bot (P) \Rightarrow \overrightarrow {IA} = \overrightarrow {{n_P}} $.
Do đó, phương trình mặt phẳng $(P)$ có dạng \(x + y - 3z + d = 0\)(*).
Mặt khác, vì \(A \in (P)\) nên ta có \(2 + 1 - 3.2 + d = 0 \Leftrightarrow d = 3\)
Vậy ta có \((P): x + y - 3z + 3 = 0\)
Hướng dẫn giải:
Dựa vào điều kiện $(P)$ tiếp xúc với $(S)$ tại $A$
$ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}IA \bot (P)\\A \in (P)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}k.\overrightarrow {IA} = \overrightarrow {{n_P}} \\A \in (P)\end{array} \right.$.
Giải thích thêm:
Cách khác:
Sau khi viết được phương trình của $(P)$ thì các em có thể sử dụng tính chất $d(I;(P))=IA$ rồi suy ra phương trình mặt phẳng.