Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (Q) song với mặt phẳng (P): 2x - 2y + z - 7 = 0. Biết mặt phẳng (Q) cắt mặt cầu (S): x² + (y - 2)² + (z + 1)² = 25 theo một đường tròn có bán kính r = 3. Khi đó mặt phẳng (Q) có phương trình là

Đáp án đúng là: D

Mặt phẳng (Q) song với mặt phẳng (P) nên phương trình mặt phẳng (Q) có dạng:

2x - 2y + z + m = 0 (Với m ¹ -7)

Mặt cầu (S): x² + (y - 2)² + (z + 1)² = 25 có tâm là I(0; 2; -1) và bán kính R = 5

Mặt phẳng (Q) cắt mặt cầu (S) tạo đường tròn tâm H và bán kính là AH = r = 3

Áp dụng định lý Pytago vào tam giác IAH vuông tại H ta có

IH=IA2−AH2=R2−r2

=52−32=4

Lại có IH chính là khoảng cách từ điểm I đến mặt phẳng (Q) nên ta có

dI/Q=2.0−2.2−1+m22+−22+12=m−53=4

Û |m - 5| = 12

⇒m−5=12  m−5=−12⇔m=17m=−7

Mà ta có m ¹ -7 nên m = 17 là giá trị cần tìm của m

Từ đó suy ra phương tình mặt phẳng (Q) là

2x - 2y + z + 17 = 0.