Cho mặt cầu
có tâm
, bán kính
IM vuông góc với
, nên
M nằm trong mặt phẳng
qua I và song song với
.
Phương trình
Tập hợp các điểm M là đường tròn giao tuyến của
và
:
Bạn đang ôn luyện Toán lớp 12 và gặp khó với phương trình mặt cầu? Trong bài viết này, chúng tôi tổng hợp bài tập phương trình mặt cầu mức độ vận dụng bám sát chương trình hình học không gian 12, giúp bạn làm quen với các dạng toán thường gặp trong đề thi THPT. Mỗi bài đều đi kèm đáp án chi tiết, giải thích rõ ràng giúp bạn hiểu bản chất và nắm vững kiến thức. Cùng luyện tập để chinh phục điểm cao trong các kỳ thi nhé!
Cho mặt cầu
có tâm
, bán kính
IM vuông góc với
, nên
M nằm trong mặt phẳng
qua I và song song với
.
Phương trình
Tập hợp các điểm M là đường tròn giao tuyến của
và
:
Cho hình lập phương QABC.DEFG có cạnh bằng 1 có
có tâm
là trung điểm của 3 đoạn nối trung điểm các mặt đối diện đôi một có độ dài cạnh bằng 1. Bán kính
Cho tứ diện OABC với
Tâm I của mặt cầu (S) có hình chiếu trên Ox, Oy, Oz lần lượt là trung điểm của OA, OB và OC.
Bán kính
Cho hình lập phương QABC.DEFG có cạnh bằng 1 có
có tâm I là trung điểm chung của 4 đường chéo:
, bán kính
Trong không gian Oxyz cho mặt cầu
Phương trình mặt cầu được viết lại :
Và
Cho mặt cầu (S):
Diện tích thiết diện
Là góc tạ bởi và
Cho hình hợp chữ nhật ABCD.EFGH có
Hai mặt phẳng: và
chia hình hộp chữ nhật thành 4 phần bằng nhau.
Mặt phẳng cắt 4 phần trên thành 8 phần bằng nhau. (Học sinh tự vẽ hình).
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu
Ta có:
Tâm
Vậy tập hợp các tâm I là đường tròn
Tìm tập hợp các điểm M có cùng phương tích với hai mặt cầu
Ta có:
mặt phẳng:
Tìm tập các tâm I của mặt cầu
Gọi và
lần lượt là giao điểm của trục x’Ox với (P) và (Q). Trung điểm
của AB cách đều (P) và (Q).
Tâm I cách đều (P) và (Q)
nằm trong mặt (R) qua E song song và cách đều (P) và (Q) ((P)//(Q)).
Vậy
Trong không gian Oxyz cho đường tròn
Viết lại phương trình mặt cầu chứa
:
Để biết tâm và bán kính
.
Bán kính của
là :
(do khoảng cách từ I đến mặt phẳng chứa
là
.
Cho hình lập phương QABC.DEFG có cạnh bằng 1 có
tiếp xúc với 12 cạnh của hình lập phương tại trung điểm của mỗi cạnh. Tâm
là trung điểm của 6 đoạn nối trung điểm của các cặp cạnh đối diện đôi một có độ dài bằng
Bán kính
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu (S) có bán kính
Ta có:
Tập hợp các tâm I của hai mặt phẳng song song và cách đều (P) một đoạn bằng 3:
Cho hai điểm
Theo bài ra ta có:
Mặt cầu
Cho mặt (S) tâm I ở trên z’Oz tiếp xúc với hai mặt phẳng
Ta có:
Vậy:
Cho hai điểm
Theo bài ra ta có:
Ta có:
là mặt cầu
Với
Cho mặt cầu
Ta có:
Viết phương trình mặt cầu
Tứ diện ABCD đều
có tâm
Bán kính
Trong không gian cho đường tròn
Bán kính r của đường tròn (C) bằng:
Cùng đề trên nên có bán kính mặt cầu là .
Khoảng cách từ I đến thiết diện là .
Bán kính của
là:
Cho mặt cầu (S):
có tâm
đường tròn
Hay
Cho mặt cầu (S):
Ta có:
cắt
Hai giao điểm
Trong không gian cho đường tròn
Bán kính r của đường tròn (C) bằng:
Mặt cầu chứa
có tâm
và
.
Khoảng cách từ I đến mặt phẳng thiết diện là:
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu
Ta có:
Tâm
đường thẳng:
là mặt cầu
Vậy tập hợp các tâm O là phần đường thẳng tương ứng với
Cho hình lập phương QABC.DEFG có cạnh bằng 1 có
Cho tứ diện ABCD có
Ta có:
Mặt cầu
Cho mặt cầu
Ta có:
có bán kính nhỏ nhất
Tâm
Vậy
Trong không gian tọa độ Oxyz cho đường tròn
Viết lại phương trình mặt cầu chứa
:
để biết tâm và
.
Phương trình đường thẳng qua I và vuông góc với mặt phẳng chứa
Thế vào phương trình mặt phẳng thiết diện:
.
.
Trong không gian Oxyz cho đường tròn
(C) có tâm H và bán kính r bằng:
Ta có:
Đường thẳng qua tâm của và vuông góc với mặt phẳng thiết diện có phương trình tham số:
Thế vào phương trình mặt phẳng thiết diện được Tâm
.
Cho hình hợp chữ nhật ABCD.EFGH có
Mặt cầu ngoại tiếp hình hợp chữ nhật có tâm là trung điểm chung của 4 đường chéo bằng nhau của hình hộp và có đường chéo bằng đường chéo. (Học sinh tự vẽ hình)
đvdt
Cho ba điểm
Theo bài ra ta có:
Mặt cầu:
Cho hai điểm
Ta có:
Mặt cầu
Cho tứ diện ABCD có
Ta có:
;
.
Mặt cầy
tiếp xúc với 6 cạnh tại trung điểm của chúng.
Gọi I và J là trung điểm của AB và CD
có bán kính
tâm
Chú ý: Tứ diện đều có tâm
cũng là tâm của mặt cầu
. Bán kính của
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu
(S):
Ta có:
Tâm
Vậy tập hợp các tâm I là elip
Viết phương trình mặt cầu (S) qua ba điểm
Ta có:
vì tâm
Cho hai điểm
Ta có:
Mặt cầu
Cho tứ diện ABCD có
Ta có:
Tứ diện ABCD đều.
tiếp xúc với bốn mặt của tứ diện tại trọng tâm của mỗi mặt.
Trọng tâm G của tam giác đều ACD: tâm của
Bán kính của
Cho tứ diện ABCD có
Gọi là tâm cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD. Tọa độ của I là nghiệm của hệ phương trình:
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu
Tâm cách đều (P) và (Q)
Hai mặt phẳng:
Trong không gian Oxyz cho đường tròn:
Ta có:
Tâm mặt cầu là
Xem đường thẳng qua I và vuông góc với mặt phẳng thiết diện
, thế
vào phương trình mặt phẳng thiết diện
Tọa độ tâm H của (C) là
Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây: