Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Trong không gian Oxyz bán kính mặt cầu tâm A(1;1;3)

trong không gian Oxyz bán kính mặt cầu tâm A(1;1;3) và tiếp xúc với mặt phẳng (P): 2x-2y+z+3=0
3 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
51
1
1
Thái Thảo
27/05/2023 20:01:46
+5đ tặng
Để tìm bán kính của mặt cầu và tọa độ điểm tiếp xúc, ta cần giải quyết các bước sau:

1. Tìm vector pháp tuyến của mặt phẳng (P):
   Vector pháp tuyến của mặt phẳng (P) có thể xác định bằng các hệ số của các biến x, y, z trong phương trình mặt phẳng.
   Vector pháp tuyến của (P) là (2, -2, 1).

2. Tìm phương trình đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (P) và đi qua tâm A:
   Vì đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (P) thì vector chỉ phương của đường thẳng cũng phải vuông góc với vector pháp tuyến của (P).
   Do đó, vector chỉ phương của đường thẳng là (-2, -2, -2) (ta có thể chọn bất kỳ vector nào có tích vô hướng với vector pháp tuyến của (P) bằng 0).
   Phương trình đường thẳng đi qua tâm A có thể xác định bằng cách sử dụng công thức điểm-véc-tơ:
   (x, y, z) = (1, 1, 3) + t(-2, -2, -2), với t là tham số.

3. Tìm điểm tiếp xúc giữa mặt cầu và mặt phẳng:
   Điểm tiếp xúc giữa mặt cầu và mặt phẳng chính là điểm trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (P) và đi qua tâm A mà có khoảng cách đến mặt phẳng là bán kính của mặt cầu.
   Để tìm điểm tiếp xúc, chúng ta cần tìm giá trị của tham số t trong phương trình đường thẳng.
   Đặt khoảng cách giữa mặt phẳng và tâm A là r (bán kính của mặt cầu).
   Sử dụng công thức khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng, ta có:
   |(2(1) - 2(1) + 1(3) + 3)| / sqrt(2^2 + (-2)^2 + 1^2) = r
   7 / sqrt(9) = r
   r = 7/3

   Thay r = 7/3 vào phương trình đường thẳng, ta có:
   (x, y, z) = (1, 1, 3) + (7/3)(-2, -2, -2)
            = (1, 1, 3)

 + (-14/3, -14/3, -14/3)
            = (-11/3, -11/3, -5/3)

   Vậy điểm tiếp xúc giữa mặt cầu và mặt phẳng là (-11/3, -11/3, -5/3), và bán kính của mặt cầu là 7/3.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
1
1
+4đ tặng

Để giải bài toán này, ta cần tìm tọa độ của điểm tiếp xúc I giữa mặt cầu và mặt phẳng.

Đầu tiên, ta cần tìm phương trình của mặt cầu. Bán kính R của mặt cầu là khoảng cách từ tâm A đến bất kỳ điểm trên mặt cầu nào. Do đó, ta có:

R^2 = (x - 1)^2 + (y - 1)^2 + (z - 3)^2

Tiếp theo, ta cần tìm phương trình của mặt phẳng. Phương trình chính tắc của mặt phẳng § là:

2x - 2y + z + 3 = 0

Ta có thể viết lại phương trình này dưới dạng phương trình tham số của mặt phẳng:

x = t
y = -t - (3/2)
z = -2t - 3

Với t là một số thực bất kỳ.

Để tìm tọa độ của điểm tiếp xúc I, ta cần giải hệ phương trình sau:

  • Điểm I nằm trên mặt phẳng §, do đó tọa độ của I phải thỏa mãn phương trình của mặt phẳng.

  • Khoảng cách từ I đến tâm A bằng bán kính R của mặt cầu.

Từ đó, ta có:

(x_I - 1)^2 + (y_I - 1)^2 + (z_I - 3)^2 = R^2

2x_I - 2y_I + z_I + 3 = 0

Thay R^2 bằng biểu thức tìm được ở trên vào phương trình thứ nhất, ta được:

(x_I - 1)^2 + (y_I - 1)^2 + (z_I - 3)^2 = (x_I - 1)^2 + (y_I - 1)^2 + (z_I - 3)^2

  • 2(x_I - 1)(t - 1) + 2(y_I - 1)(-t - (3/2)) + 2(z_I - 3)(-2t - 3)

Giải phương trình này, ta tìm được giá trị của t. Sau đó, thay giá trị của t vào phương trình tham số của mặt phẳng, ta tìm được tọa độ của điểm tiếp xúc I.

0
0
Nguyễn Khiem
27/05/2023 20:26:28
+3đ tặng
  1. Để giải bài toán này, ta cần tìm tọa độ của điểm tiếp xúc của mặt cầu với mặt phẳng.

    Đầu tiên, ta cần viết phương trình của mặt cầu:

    ```
    (x - 1)^2 + (y - 1)^2 + (z - 3)^2 = r^2
    ```

    Với `r` là bán kính của mặt cầu. Ta cần tìm giá trị của `r`.

    Vì mặt cầu tiếp xúc với mặt phẳng, nên đường thẳng nối tâm của mặt cầu và tâm của mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng. Tâm của mặt phẳng có tọa độ là `(0, 0, -3)`, vậy vector pháp tuyến của mặt phẳng là `(2, -2, 1)`.

    Vector từ tâm của mặt cầu đến tâm của mặt phẳng là `(1, 1, 3) - (0, 0, -3) = (1, 1, 6)`. Điểm tiếp xúc của mặt cầu với mặt phẳng là điểm cách tâm của mặt cầu một khoảng bằng bán kính của mặt cầu theo hướng của vector pháp tuyến của mặt phẳng.

    Vậy ta có:

    ```
    r = |(1, 1, 6) . (2, -2, 1)| / sqrt(2^2 + (-2)^2 + 1^2) = 7 / 3
    ```

    Phương trình của mặt cầu là:

    ```
    (x - 1)^2 + (y - 1)^2 + (z - 3)^2 = (7/3)^2
    ```

    Tiếp theo, ta cần tìm phương trình của mặt phẳng. Vì điểm tiếp xúc nằm trên mặt phẳng, nên phương trình của mặt phẳng chính là:

    ```
    2x - 2y + z + 3 = 0
    ```

    Để tìm tọa độ của điểm tiếp xúc, ta giải hệ phương trình:

    ```
    (x - 1)^2 + (y - 1)^2 + (z - 3)^2 = (7/3)^2
    2x - 2y + z + 3 = 0
    ```

    Ta có thể giải hệ phương trình này bằng phương pháp khử Gauss hoặc sử dụng các công thức tính toán để tìm giá

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×