Trong không gian với hệ tọa độ , cho mặt phẳng
và mặt cầu
. Tìm tất cả các giá trị của m để
tiếp xúc với mặt cầu
?
Ta có mặt cầu có tâm I(1; −1; 1) và bán kính R = 3.
Mặt phẳng tiếp xúc với
khi và chỉ khi:
.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho mặt phẳng
và mặt cầu
. Tìm tất cả các giá trị của m để
tiếp xúc với mặt cầu
?
Ta có mặt cầu có tâm I(1; −1; 1) và bán kính R = 3.
Mặt phẳng tiếp xúc với
khi và chỉ khi:
.
Mặt cầu tâm và tiếp xúc với mặt phẳng (Oxz) có phương trình:
Mặt cầu tâm , bán kính R và tiếp xúc với mặt phẳng (Oxz):
.
Vậy
Tính bán kính của đường tròn giao tuyến của mặt phẳng và mặt cầu
có tâm
, bán kính
.
Mặt cầu (S) có tâm A(1; -2; 2) và bán kính R = 8. Tìm phương trình mặt cầu (S).
Phương trình mặt cầu tâm bán kính R có dạng:
Cho mặt cầu và mặt phẳng
. Phương trình đường thẳng
tiếp xúc với mặt cầu
tại
và song song với mặt phẳng
là:
Mặt cầu có tâm
Đường thẳng d tiếp xúc với mặt cầu tại
và song song với mặt phẳng
nên đường thẳng d có vettơ chỉ phương
Vậy phương trình đường thẳng
Mặt cầu (S) có tâm và cắt trục Ox tại hai điểm A, B sao cho tam giác IAB vuông. Điểm nào sau đây thuộc mặt cầu (S):
Gọi H là hình chiếu của trên Ox
Vậy phương trình mặt cầu là :
Trong không gian , cho mặt cầu
và mặt phẳng
. Gọi
là mặt cầu chứa đường tròn giao tuyến của
và
đồng thời
tiếp xúc với mặt phẳng
. Gọi
là tâm của
. Tính giá trị biểu thức
Phương trình mặt cầu (S’) có dạng:
Mặt cầu có tâm
, bán kính
.
Mặt cầu tiếp xúc với
nên
Vậy .
Mặt cầu tâm và đi qua điểm
có phương trình:
Ta có : .
Vậy .
Cho mặt cầu . Mặt cầu
cắt trục
tại
và
. Phương trình nào sau đây là phương trình tiếp diện của
tại
:
Mặt cầu (S) có tâm
Vì
Nên mặt cầu cắt trục
tại
và
Gọi là tiếp diện của mặt cầu
tại
.
Mặt phẳng qua
và có vectơ pháp tuyến
Vậy phương trình mặt phẳng
Viết phương trình mặt cầu (S) tâm nhận đường thẳng (D):
làm tiếp tuyến.
qua
có vecto chỉ phương
Trong không gian với hệ tọa độ cho
và mặt cầu
. Xét điểm
thay đổi thuộc
. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức
bằng
Tính .
Khi đó .
Để T nhỏ nhất thì ngược hướng, suy ra:
.
Gọi (S) là mặt cầu có tâm và cắt trục Ox tại hai điểm A, B sao cho tam giác IAB đều. Điểm nào sau đây không thuộc mặt cầu (S):
Gọi H là hình chiếu của trên Ox
Vậy phương trình mặt cầu là:
Trong không gian , cho mặt phẳng
và mặt cầu
tâm
bán kính
. Bán kính đường tròn giao của mặt phẳng
và mặt cầu
là:
Hình vẽ minh họa
Gọi bán kính đường tròn giao của mặt phẳng và mặt cầu
là
Ta có:
Suy ra
Một quả bóng rổ được đặt ở một góc của căn phòng hình hộp chữ nhật, sao cho quả bóng chạm và tiếp xúc với hai bức tường và nền nhà của căn phòng đó thì có một điểm trên quả bóng có khoảng cách lần lượt đến hai bức tường và nền nhà là 17 cm, 18 cm, 21 cm (tham khảo hình minh họa). Hỏi độ dài đường kính của quả bóng bằng bao nhiêu cm, biết rằng quả bóng rổ tiêu chuẩn có đường kính từ 23 cm đến 24,5 cm? (Kết quả là tròn đến một chữ số thập phân)
Trả lời: 23,9 cm
Một quả bóng rổ được đặt ở một góc của căn phòng hình hộp chữ nhật, sao cho quả bóng chạm và tiếp xúc với hai bức tường và nền nhà của căn phòng đó thì có một điểm trên quả bóng có khoảng cách lần lượt đến hai bức tường và nền nhà là 17 cm, 18 cm, 21 cm (tham khảo hình minh họa). Hỏi độ dài đường kính của quả bóng bằng bao nhiêu cm, biết rằng quả bóng rổ tiêu chuẩn có đường kính từ 23 cm đến 24,5 cm? (Kết quả là tròn đến một chữ số thập phân)

Trả lời: 23,9 cm
Ta đặt hệ trục vào căn phòng sao cho có hai bức tường là mặt , và nền là
Vậy bài toán dẫn đến việc tìm đường kính của mặt cầu tiếp xúc với mặt phẳng toạ độ và chứa điểm
.
Ta có thể gọi phương trình mặt cầu là , với
Do mặt cầu tiếp xúc với các mặt phẳng toạ độ nên
Do nên
.
Vì quả bóng rổ tiêu chuẩn có đường kính từ 23 cm đến 24,5 cm nên thỏa.
Vậy đường kính quả bóng bằng .
Trong không gian tọa độ Oxyz cho đường tròn . Tâm H của (C) là điểm có tọa độ:
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:
.
.
Hai mặt cầu
Ta có:
Tâm
bán kinh
Tâm
, bán kính
và
tiếp xúc trong
Trong không gian , cho mặt cầu
và hai điểm
. Gọi mặt phẳng
đi qua
và
tiếp xúc với
sao cho khoảng cách từ
đến
lớn nhất. Giả sử
là một véc tơ pháp tuyến của
, khi đó tích
là
Phương trình là
. Do
tiếp xúc với
nên ta có:
. Khoảng cách từ
đến
là:
.
Suy ra
.
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
.
Tìm tập hợp các tâm I của mặt cầu (S) có bán kính tiếp xúc với mặt phẳng
Ta có:
Tập hợp các tâm I của hai mặt phẳng song song và cách đều (P) một đoạn bằng 3:
Cho mặt phẳng và mặt cầu
có phương trình lần lượt là
. Giá trị của
để
tiếp xúc
là:
Ta có:
có tâm
và bán kính
.
tiếp xúc
Phương trình nào sau đây không phải là phương trình mặt cầu?
Phương trình mặt cầu có hai dạng là:
(1) ;
(2) với
.
Từ đây ta có dấu hiệu nhận biết nhanh chóng, hoặc thực hiện phép biến đổi đưa phương trình cho trước về một trong hai dạng trên.
Phương trình ở các đáp án ,
,
đều thỏa mãn điều kiện phương trình mặt cầu. Ví dụ:
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: