Trong không gian Oxyz, cho ba điểm A1;2;1,B3;−1;1 và C−1;−1;1 . Gọi S1 là mặt cầu có tâm A, bán kính bằng 2; S2 và S3 là hai mặt cầu có tâm lần lượt là B, C và bán kính bằng 1. Hỏi có bao nhiêu mặt phẳng tiếp xúc với cả ba mặt cầu S1,S2,S3 ?

Đáp án B

Gọi phương trình mặt phẳng (P) tiếp xúc với cả ba mặt cầu đã cho có phương trình là ax+by+cz+d=0  (điều kiện a2+b2+c2>0 ).

Khi đó ta có hệ điều kiện sau: dA;P=2dB;P=1dC;P=1⇔a+2b+c+da2+b2+c2=23a−b+c+da2+b2+c2=1−a−b+c+da2+b2+c2=1⇔a+2b+c+d=2a2+b2+c23a−b+c+d=2a2+b2+c2−a−b+c+d=2a2+b2+c2 .

Khi đó ta có:3a−b+c+d=−a−b+c+d⇔3a−b+c+d=−a−b+c+d3a−b+c+d=a+b−c−d⇔a=0a−b+c+d=0

Với a=0 thì2b+c+d=2b2+c22b+c+d=2−b+c+d⇔2b+c+d=2b2+c24b−c−d=0c+d=0⇔c=d=0,b≠0c+d=4b,c=±22b.

Do đó có 3 mặt phẳng thỏa mãn bài toán.

Với a−b+c+d=0  thì ta có 3b=2a2+b2+c22a=a2+b2+c2⇔3b=4a2a=a2+b2+c2⇔b=43ac=113a.

Do đó có 4 mặt phẳng thỏa mãn bài toán.

Vậy có 7 mặt phẳng thỏa mãn bài toán.