Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm
Đóng
Điểm danh hàng ngày
  • Hôm nay +3
  • Ngày 2 +3
  • Ngày 3 +3
  • Ngày 4 +3
  • Ngày 5 +3
  • Ngày 6 +3
  • Ngày 7 +5
Bạn đã điểm danh Hôm nay và nhận 3 điểm!
Nhắn tin Zalo VNDOC để nhận tư vấn mua gói Thành viên hoặc tải tài liệu Hotline hỗ trợ: 0936 120 169
VnDoc.com Lớp 12 Trắc nghiệm Toán 12 Kết nối tri thức
Đóng
Bạn đã dùng hết 1 lần làm bài Trắc nghiệm miễn phí. Mời bạn mua tài khoản VnDoc PRO để tiếp tục! Tìm hiểu thêm
Mua VnDoc PRO chỉ từ Đang cập nhật

Bài tập trắc nghiệm Toán 12 KNTT Bài 17 (Mức độ Vừa)

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao
  • Bài kiểm tra này bao gồm 20 câu
  • Điểm số bài kiểm tra: 20 điểm
  • Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
  • Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu
Bắt đầu!!
00:00:00
  • Câu 1: Thông hiểu
    Xét tính đúng sai của các khẳng định

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, biết:

    x^{2} + y^{2} + z^{2} + 4mx + 2my - 2mz + 9m^{2} - 27 = 0

    là phương trình mặt cầu và m là tham số. Xét tính đúng sai của các khẳng định dưới đây:

    a) Có 5 giá trị nguyên m để phương trình đã cho là phương trình mặt cầu.Sai||Đúng

    b) Với m = 0, bán kính của mặt cầu là \sqrt{33}. Sai||Đúng

    c) Với m > 0, I\left( - 3\ ;\ - \frac{3}{2}\ ;\ \frac{3}{2} \right) thì khoảng cách của mặt cầu và (P): - 2x + 2y - z + 15 = 0 là 1.Đúng||Sai

    d) Gọi A và B là 2 tâm mặt cầu sao cho thể tích của hình cầu là 36\pi. Trung điểm của AB là \left( 4\sqrt{6}\ ;\ 2\sqrt{6}\ ;\ - 2\sqrt{6} \right). Sai||Đúng

    Đáp án là:

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, biết:

    x^{2} + y^{2} + z^{2} + 4mx + 2my - 2mz + 9m^{2} - 27 = 0

    là phương trình mặt cầu và m là tham số. Xét tính đúng sai của các khẳng định dưới đây:

    a) Có 5 giá trị nguyên m để phương trình đã cho là phương trình mặt cầu.Sai||Đúng

    b) Với m = 0, bán kính của mặt cầu là \sqrt{33}. Sai||Đúng

    c) Với m > 0, I\left( - 3\ ;\ - \frac{3}{2}\ ;\ \frac{3}{2} \right) thì khoảng cách của mặt cầu và (P): - 2x + 2y - z + 15 = 0 là 1.Đúng||Sai

    d) Gọi A và B là 2 tâm mặt cầu sao cho thể tích của hình cầu là 36\pi. Trung điểm của AB là \left( 4\sqrt{6}\ ;\ 2\sqrt{6}\ ;\ - 2\sqrt{6} \right). Sai||Đúng

    a) Ta có x^{2} + y^{2} + z^{2} + 4mx + 2my - 2mz + 9m^{2} - 27 = 0

    \Leftrightarrow (x + 2m)^{2} + (y + m)^{2} + (z - m)^{2} = 27 - 3m^{2} (1).

    (1) là phương trình mặt cầu \Leftrightarrow 27 - 3m^{2} > 0 \Leftrightarrow - 3 < m < 3.

    Do m nguyên nên m \in \left\{ - 2\ ;\ - 1\ ;\ 0\ ;\ 1\ ;\ 2 \right\}.

    Vậy có 5 giá trị của m thỏa mãn yêu cầu bài toán.

    b) Với m = 0, ta có: a = 0, b = 0, c = 0, d = - 27.

    R = \sqrt{- ( - 27)} = 3\sqrt{3}.

    c) Ta có: I = ( - 2m ; - m ;m) và R = \sqrt{- 3m^{2} + 27}

    d\left( I;(Q) \right) = \frac{\left| ( -2).( - 2m) + 2.( - m) - m + 15 \right|}{\sqrt{( - 2)^{2} + 2^{2} + ( -1)^{2}}} = \frac{|m + 15|}{3}

    Để khoảng cách của mặt cầu và (P): - 2x + 2y - z = 0 là 1 thì

    \sqrt{- 3m^{2} + 27} + 1 = \frac{|m + 15|}{3}\ \ \ \ (*)

    Với - 3 < m < 3 \Rightarrow |m + 15| = m + 15

    (*) \Leftrightarrow \sqrt{- 3m^{2} + 27} + 1 = \frac{m + 15}{3}

    \Leftrightarrow \sqrt{- 3m^{2} + 27} = \frac{m + 15}{3} - 1

    \Leftrightarrow \sqrt{- 3m^{2} + 27} = \frac{m + 12}{3}

    \Leftrightarrow - 3m^{2} + 27 = \frac{m^{2} + 24m + 144}{9}

    \Leftrightarrow \frac{28}{9}m^{2} + \frac{24}{9}m - 11 = 0 \Leftrightarrow m = \frac{3}{2}

    Vậy: I\left( - 3\ ;\ - \frac{3}{2}\ ;\ \frac{3}{2} \right)

    d) Thể tích hình cầu là 36\pi

    \Leftrightarrow \frac{4}{3}.\pi.{\sqrt{- 3m^{2} + 27}}^{3} = 36\pi \Leftrightarrow {\sqrt{- 3m^{2} + 27}}^{3} = 27

    \Leftrightarrow \sqrt{- 3m^{2} + 27} = 3 \Leftrightarrow - 3m^{2} + 27 = 9 \Leftrightarrow m = \pm \sqrt{6}

    Vậy: A\left( - 2\sqrt{6}\ ;\ - \sqrt{6}\ ;\ \sqrt{6} \right) và B\left( 2\sqrt{6};\sqrt{6}; - \sqrt{6} \right)

    Trung điểm của AB là O.

  • Câu 2: Thông hiểu
    Xét tính đúng sai của các khẳng định

    Hệ thống định vị toàn cầu (tên tiếng Anh là: Global Positioning System, viết tắt là GPS) là một hệ thống cho phép xác định chính xác vị trí của một vật thể trong không gian. Ta có thể mô phỏng cơ chế hoạt động của hệ thoogns GPS trong không gian như sau: Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm M trong không gian sẽ được xác định bởi bốn vệ tinh, trên mỗi vệ tinh có một máy thu tín hiệu. Bằng cách so sánh sự sai lệch về thời gian từ lúc tín hiệu được phát đi với thời gian nhận phản hồi tín hiệu đó, mỗi máy thu tín hiệu xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến vị trí M cần tìm tọa độ. Như vậy điểm M là giao điểm của bốn mặt cầu với tâm lần lượt là bốn vệ tinh đã cho.

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho bốn vệ tinh A(3;\ - 1;\ 6), B(1;\ 4;\ 8), C(7;\ 9;\ 6), D(7;\ - 15;\ 18). Các khẳng định dưới đây đúng hay sai?

    a) Phương trình mặt cầu tâm A bán kính bằng 6 có phương trình là:

    (x - 3)^{2} + (y + 1)^{2} + (z - 6)^{2} = 36.Đúng||Sai

    b) Nếu điểm M(x;\ y;\ z) thuộc mặt cầu tâm B bán kính bằng 7 thì tọa độ điểm Mthỏa mãn phương trình: (x - 1)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 8)^{2} = 7.Sai||Đúng

    c) Khoảng cách từ điểm N(2;\ - 3;\ 5) đến vệ tinh D là lớn nhất. Đúng||Sai

    d) Biết khoảng cách từ điểm M(x;\ y;\ z) đến các vệ tinh lần lượt là MA = 6, MB = 7, MC = 12, MD = 24. Khi đó x + y + z = 4.Sai||Đúng

    Đáp án là:

    Hệ thống định vị toàn cầu (tên tiếng Anh là: Global Positioning System, viết tắt là GPS) là một hệ thống cho phép xác định chính xác vị trí của một vật thể trong không gian. Ta có thể mô phỏng cơ chế hoạt động của hệ thoogns GPS trong không gian như sau: Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm M trong không gian sẽ được xác định bởi bốn vệ tinh, trên mỗi vệ tinh có một máy thu tín hiệu. Bằng cách so sánh sự sai lệch về thời gian từ lúc tín hiệu được phát đi với thời gian nhận phản hồi tín hiệu đó, mỗi máy thu tín hiệu xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến vị trí M cần tìm tọa độ. Như vậy điểm M là giao điểm của bốn mặt cầu với tâm lần lượt là bốn vệ tinh đã cho.

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho bốn vệ tinh A(3;\ - 1;\ 6), B(1;\ 4;\ 8), C(7;\ 9;\ 6), D(7;\ - 15;\ 18). Các khẳng định dưới đây đúng hay sai?

    a) Phương trình mặt cầu tâm A bán kính bằng 6 có phương trình là:

    (x - 3)^{2} + (y + 1)^{2} + (z - 6)^{2} = 36.Đúng||Sai

    b) Nếu điểm M(x;\ y;\ z) thuộc mặt cầu tâm B bán kính bằng 7 thì tọa độ điểm Mthỏa mãn phương trình: (x - 1)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 8)^{2} = 7.Sai||Đúng

    c) Khoảng cách từ điểm N(2;\ - 3;\ 5) đến vệ tinh D là lớn nhất. Đúng||Sai

    d) Biết khoảng cách từ điểm M(x;\ y;\ z) đến các vệ tinh lần lượt là MA = 6, MB = 7, MC = 12, MD = 24. Khi đó x + y + z = 4.Sai||Đúng

    a) Đúng

    Mặt cầu tâm A(3;\ - 1;\ 6) bán kính bằng 6 có phương trình là: (x - 3)^{2} + (y + 1)^{2} + (z - 6)^{2} = 36

    b) Sai

    Mặt cầu tâm B bán kính bằng 7 có phương trình là: (x - 1)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 8)^{2} = 49.

    Do đó, nếu điểm M(x;\ y;\ z) thuộc mặt cầu tâm B bán kính bằng 7 thì tọa độ điểm Mthỏa mãn phương trình: (x - 1)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 8)^{2} = 49.

    c) Đúng

    Với bốn vệ tinh A(3;\ - 1;\ 6), B(1;\ 4;\ 8), C(7;\ 9;\ 6), D(7;\ - 15;\ 18) và một điểm N(2;\ - 3;\ 5), ta có:

    \begin{matrix}NA = \sqrt{( - 1)^{2} + ( - 2)^{2} + ( - 1)^{2}} = \sqrt{6}\hfill \\NB = \sqrt{1^{2} + ( - 7)^{2} + ( - 3)^{2}} = \sqrt{59} \hfill\\NC = \sqrt{( - 5)^{2} + ( - 12)^{2} + ( - 1)^{2}} = \sqrt{170}\hfill \\ND = \sqrt{( - 5)^{2} + 12^{2} + ( - 13)^2} = \sqrt{338}\end{matrix}

    Vậy khoảng cách từ điểm N(2;\ - 3;\ 5) đến vệ tinh D là lớn nhất.

    d) Sai

    Khoảng cách từ điểm M(x;\ y;\ z) đến các vệ tinh lần lượt là MA = 6, MB = 7, MC = 12, MD = 24 nên ta có hệ phương trình:

    \left\{ \begin{matrix}(x - 3)^{2} + (y + 1)^{2} + (z - 6)^{2} = 36 \\(x - 1)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 8)^{2} = 49 \\(x - 7)^{2} + (y - 9)^{2} + (z - 6)^{2} = 144 \\(x - 7)^{2} + (y + 15)^{2} + (z - 18)^{2} = 576\end{matrix} \right.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}- 4x + 10y + 4z = 22 \\8x + 20y = 12 \\8x - 28y + 24z = 12\end{matrix} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}x = - 1 \\y = 1 \\z = 2\end{matrix} \right.\ \Rightarrow M( - 1; 1; 2)

    Do đó, x + y + z = 2.

  • Câu 3: Thông hiểu
    Xét tính đúng sai của các mệnh đề

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;\ 1;\ 2),\ B(3;\ 2;\ - 3). Mặt cầu (S) có tâm I thuộc trục Ox và đi qua hai điểm A,\ B. Các mệnh đề sau đây đúng hay sai?

    a) Tọa độ tâm I của mặt cầu (S) là I(4;\ 0;\ 0).Đúng||Sai

    b) Bán kính R của mặt cầu (S) là R = 14. Đúng||Sai

    c) Mặt cầu (S) có phương trình x^{2} + y^{2} + z^{2} - 8x + 2 = 0.Sai||Đúng

    d) Mặt cầu (S) tiếp xúc với mặt phẳng (P):2x - y + 2x - 2 = 0. Đúng||Sai

    Đáp án là:

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;\ 1;\ 2),\ B(3;\ 2;\ - 3). Mặt cầu (S) có tâm I thuộc trục Ox và đi qua hai điểm A,\ B. Các mệnh đề sau đây đúng hay sai?

    a) Tọa độ tâm I của mặt cầu (S) là I(4;\ 0;\ 0).Đúng||Sai

    b) Bán kính R của mặt cầu (S) là R = 14. Đúng||Sai

    c) Mặt cầu (S) có phương trình x^{2} + y^{2} + z^{2} - 8x + 2 = 0.Sai||Đúng

    d) Mặt cầu (S) tiếp xúc với mặt phẳng (P):2x - y + 2x - 2 = 0. Đúng||Sai

    Gọi I(a;\ 0;\ 0) \in Ox\Rightarrow\overrightarrow{IA} = (1 - a;\ 1;\ 2);\ \ \ \overrightarrow{IB} = (3 -a;\ 2;\ - 3).

    Vì (S) đi qua hai điểm A,\ B nên IA= IB \Leftrightarrow \sqrt{(1 - a)^{2} + 5} = \sqrt{(3 - a)^{2} + 13}\Leftrightarrow 4a = 16 \Leftrightarrow a = 4

    \Rightarrow (S) có tâm I(4;\ 0;\ 0), bán kính R = IA = \sqrt{14}.

    Khi đó, phương trình mặt cầu (S) là:

    (x - 4)^2 + y^{2} + z^{2} = 14\Leftrightarrow x^{2} + y^{2} + z^{2} - 8x + 2 = 0.

    Ta có: d\left( I,(P) \right) = \frac{|2.4 - 0 + 2.0 - 2|}{\sqrt{4 + 1 + 4}} = 2.

    \Rightarrow d\left( I,(P) \right) < R.

    Vậy (S) cắt (P) theo giao tuyến là một đường tròn.

  • Câu 4: Thông hiểu
    Vị trí tương đối

    Cho mặt phẳng \left( P ight):2x - 4y + 4z + 5 = 0 và mặt cầu \left( S ight):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y + 2z - 3 = 0. Xét vị trí tương đối của mặt phẳng với mặt cầu?Cắt nhau || cắt nhau

    Đáp án là:

    Cho mặt phẳng \left( P ight):2x - 4y + 4z + 5 = 0 và mặt cầu \left( S ight):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y + 2z - 3 = 0. Xét vị trí tương đối của mặt phẳng với mặt cầu?Cắt nhau || cắt nhau

    Theo đề bài, ta xác định các hệ số của (S): 

    a = 1;b = - 2;c = - 1;d = - 3 \Rightarrow R = 3.

    Suy ra tâm I có tọa độ là: I = \left( {1, - 2, - 1} ight)

    Áp dụng CT, ta có d\left( {I,P} ight) = \frac{{11}}{6} < R = 3 \Rightarrow (P) cắt (S)

  • Câu 5: Vận dụng
    Chọn kết luận đúng

    Cho mặt cầu (S):\ \ x^{2} + y^{2} + z^{2} + 2x - 2y + 6z - 5 = 0 và mặt phẳng (P):\ x - 2y + 2z + 3 = 0. Gọi M là tiếp điểm của (S) và tiếp diện di động (Q) vuông góc với (P). tập hợp các điểm M là:

    Hướng dẫn:

    (S) có tâm I( - 1,1, - 3), bán kính R = 4. IM vuông góc với (Q), nên IM//(P) \Rightarrow M nằm trong mặt phẳng (R) qua I và song song với (P).

    Phương trình (R):x - 2y + 2z + D = 0.\ I \in (R) \Rightarrow D = 9

    \Rightarrow (R):x - 2y + 2z + 9 =0

    M \in (S) \Rightarrow Tập hợp các điểm M là đường tròn giao tuyến của (S) và (R):

    \left\{ \begin{matrix} x^2 + y^{2} + z^{2} + 2x - 2y + 6z - 5 = 0 \\ x - 2y + 2z + 9 = 0 \\ \end{matrix} \right.

  • Câu 6: Thông hiểu
    Chọn đáp án chính xác

    Gọi (S) là mặt cầu đi qua bốn điểm A(2;0;0),B(1;3;0),C( - 1;0;3),D(1;2;3). Tính bán kính R của (S)?

    Hướng dẫn:

    Gọi I(a;b;c) là tâm mặt cầu đi qua bốn điểm A;B;C;D

    Khi đó ta có phương trình:

    \left\{ \begin{matrix} AI^{2} = BI^{2} \\ AI^{2} = CI^{2} \\ AI^{2} = DI^{2} \\ \end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} (a - 2)^{2} + b^{2} + c^{2} = (a - 1)^{2} + (b - 3)^{2} + c^{2} \\ (a - 2)^{2} + b^{2} + c^{2} = (a + 1)^{2} + b^{2} + (c - 3)^{2} \\ (a - 2)^{2} + b^{2} + c^{2} = (a - 1)^{2} + (b - 2)^{2} + (c - 3)^{2} \\ \end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} a - 3b = - 3 \\ a - c = - 1 \\ a - 2b - 3c = - 5 \\ \end{matrix} ight.\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} a = 0 \\ b = 1 \\ c = 1 \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow I(0;1;1)

    Vậy bán kính cần tìm là: R = IA = \sqrt{2^{2} + 1^{2} + 1^{2}} = \sqrt{6}

  • Câu 7: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    Cho điểm A(1; - 2;3) và đường thẳng d có phương trình \frac{x + 1}{2} = \frac{y - 2}{1} = \frac{z + 3}{- 1}. Phương trình mặt cầu tâm A, tiếp xúc với d là:

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    d(A,d) = \frac{\left| \left\lbrack \overrightarrow{BA},\overrightarrow{a} \right\rbrack \right|}{\left| \overrightarrow{a} \right|} = \frac{\sqrt{4 + 196 + 100}}{\sqrt{4 + 1 + 1}} = 5\sqrt{2}.

    Trong đó B( - 1;2; - 3) \in d

    Phương trình mặt cầu tâm A(1; - 2;3), bán kính R = 5\sqrt{2} là

    (S):(x–1)^{2} + (y + 2)^{2} + (z–3)^{2} = 50.

  • Câu 8: Nhận biết
    Viết phương trình mặt cầu

    Trong không gian Oxyz, viết phương trình mặt cầu (S) đường kính AB biết A(2; - 1; - 3),B(0;3; - 1)?

    Hướng dẫn:

    Gọi I là trung điểm của AB khi đó I(1;1; - 2) là tâm mặt cầu (S).

    Bán kính R = \frac{1}{2}AB = \frac{1}{2}\sqrt{4 + 16 + 4} = \frac{\sqrt{24}}{2}

    Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là: (S):(x + 1)^{2} + (y + 1)^{2} + (z - 2)^{2} = 6.

  • Câu 9: Vận dụng
    Viết phương trình mặt cầu (S)

    Trong không gian Oxyz, cho A(5; 0; 0), B(1; 2; −4), C(4; 3; 0) và mặt phẳng (α): x + 2y + 2z − 10 = 0. Viết phương trình mặt cầu đi qua A, B, C và tiếp xúc mặt phẳng (α).

    Hướng dẫn:

    Gọi I(x; y; z) là tâm mặt cầu cần tìm.

    Theo bài ra ta có:

    \left\{ \begin{matrix} AI = IB \\ AI = CI \\ AI = d\left( I;(\alpha) ight) \\ \end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}\sqrt{(x - 5)^{2} + y^{2} + z^{2}} = \sqrt{(x - 1)^{2} + (y - 2)^{2} +(z + 4)^{2}} \\\sqrt{(x - 5)^{2} + y^{2} + z^{2}} = \sqrt{(x - 4)^{2} + (y - 3)^{2} +z^{2}} \\\sqrt{(x - 5)^{2} + y^{2} + z^{2}} = \dfrac{|x + 2y + 2z -10|}{\sqrt{1^{2} + 2^{2} + 2^{2}}} \\\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} 2x - y + 2z = 1 \\ x - 3y = 0 \\ 3\sqrt{(x - 5)^{2} + y^{2} + z^{2}} = |x + 2y + 2z - 10| \\ \end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}x = 3y \\z = \dfrac{- 5y + 1}{2} \\65y^{2} - 130y + 65 = 0 \\\end{matrix} ight.\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}x = 3 \\y = 1 \\z = - 2 \\\end{matrix} ight.

    Vậy phương trình mặt cầu tâm I(3; 1; −2) bán kính R = AI = 3 là (x - 3)^{2} + (y - 1)^{2} + (z + 2)^{2} = 9.

  • Câu 10: Vận dụng
    Tính giá trị nhỏ nhất của biểu thức

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho \left( S_{m} ight):(x - 1)^{2} + (y - 1)^{2} + (z - m)^{2} = \frac{m^{2}}{4} với m > 0 là tham số thực) và hai điểm A(2;3;5),B(1;2;4). Tìm giá trị nhỏ nhất của tham số m để trên \left( S_{m} ight) tồn tại điểm M sao cho MA^{2} - MB^{2} = 9?

    Hướng dẫn:

    Gọi M(x;y;z)

    Theo đề bài ra ta có:

    MA^{2} - MB^{2} = 9

    \Leftrightarrow (x - 2)^{2} + (y - 3)^{2} + (z - 5)^{2} - (x - 1)^{2} - (y - 2)^{2} - (z - 4)^{2} = 9

    \Leftrightarrow x + y + z - 4 = 0

    Mặt cầu (Sm) có tâm I(1; 1; m) và bán kính R = \frac{m}{2}

    Gọi (α): x + y + z − 4 = 0. Khi đó:

    M(1;1;m) \in \left( S_{m} ight) \Leftrightarrow d\left( I;(\alpha) ight) \leq R

    \Leftrightarrow \frac{|m - 2|}{\sqrt{3}} \leq \frac{m}{2} \Leftrightarrow m - 2 \geq - \frac{\sqrt{3}}{2}m

    \Leftrightarrow m \geq 8 - 4\sqrt{3}

    Vậy giá trị nhỏ nhất của tham số m cần tìm là m = 8 - 4\sqrt{3}.

  • Câu 11: Nhận biết
    Chọn đáp án thích hợp

    Phương trình mặt cầu có bán kính bằng 3 và tâm là giao điểm của ba trục toạ độ?

    Hướng dẫn:

    Mặt cầu tâm O(0;0;0) và bán kính R = 3 có phương trình: (S):x^{2} + y^{2} + z^{2} = 9.

  • Câu 12: Thông hiểu
    Viết phương trình mặt cầu

    Mặt cầu tâm I(2;4;6) và tiếp xúc với mặt phẳng (Oxy) có phương trình:

    Hướng dẫn:

    Mặt cầu tâm I(2;4;6), bán kính R và tiếp xúc với mặt phẳng (Oxy): z = 0 \Leftrightarrow R = d\left( I;(Oxy) \right)

    \Leftrightarrow R = \frac{|6|}{1} = 6.

    Vậy (S):(x - 2)^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 6)^{2} = 36.

  • Câu 13: Vận dụng
    Xác định tọa độ tâm I

    Cho tứ diện ABCD có A(3,6, - 2);B(6,0,1);C( - 1,2,0);D(0,4,1). Tâm I của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD có tọa độ:

    Hướng dẫn:

    Gọi I(x,y,z) là tâm cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD. Tọa độ của I là nghiệm của hệ phương trình:

    \left\{ \begin{matrix} AI^{2} = BI^{2} \\ BI^{2} = CI^{2} \\ CI^{2} = DI^{2} \\ \end{matrix} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} (x - 3)^{2} + (y - 6)^{2} + (z + 2)^{2} = (x - 6)^{2} + y^{2} + (z - 1)^{2} \\ (x - 6)^{2} + y^{2} + (z - 1)^{2} = (x + 1)^{2} + (y - 2)^{2} + z^{2} \\ (x + 1)^{2} + (y - 2)^{2} + z^{2} = x^{2} + (y - 4)^{2} + (z - 1)^{2} \\ \end{matrix} \right.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} 6x - 12y + 6z = - 12 \\ - 14x + 4y - 2z = - 32 \\ 2x + 4y + 2z = 12 \\ \end{matrix} \right.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} x - 2y + z = - 2 \\ 7x - 2y + z = 16 \\ x + 2y + z = 6 \\ \end{matrix} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} x = 3 \\ y = 2 \\ z = - 1 \\ \end{matrix} \right.\ \Rightarrow I(3,2, - 1)

  • Câu 14: Thông hiểu
    Viết phương trình mặt cầu (S’)

    Trong không gian Oxyz, cho tứ diện ABCD có tọa độ đỉnh A(2;0;0),B(0;4;0),C(0;0;6),D(2;4;6). Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD. Viết phương trình mặt cầu (S') có tâm trùng với tâm của mặt cầu (S) và có bán kính gấp hai lần bán kính của mặt cầu (S)?

    Hướng dẫn:

    Gọi phương trình mặt cầu (S):x^{2} + y^{2} + z^{2} - 2ax - 2by - 2cz + d = 0 có a^{2} + b^{2} + c^{2} - d > 0

    Vì (S) là mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD nên ta có hệ phương trình

    \left\{ \begin{matrix} 2^{2} + 0^{2} + 0^{2} - 2.a.2 - 2.b.0 - 2.c.0 + d = 0 \\ 0^{2} + 4^{2} + 0^{2} - 2.a.0 - 2.b.4 - 2.c.0 + d = 0 \\ 0^{2} + 0^{2} + 6^{2} - 2.a.0 - 2.b.0 - 2.c.6 + d = 0 \\ 2^{2} + 4^{2} + 6^{2} - 2.a.2 - 2.b.4 - 2.c.6 + d = 0 \\ \end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} - 4a + d = - 4 \\ - 8b + d = - 16 \\ - 12c + d = - 36 \\ - 4a - 8b - 12c + d = - 56 \\ \end{matrix} ight.\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} a = 1 \\ b = 2 \\ c = 3 \\ d = 0 \\ \end{matrix} ight.. Suy ra tâm mặt cầu I(1;2;3) và bán kính R = \sqrt{a^{2} + b^{2} + c^{2} - d} = \sqrt{14}

    Vậy phương trình mặt cầu (S') có tâm trùng với tâm của mặt cầu (S) và có bán kính gấp hai lần bán kính của mặt cầu (S)là:

    (x - 1)^{2} + (y - 2)^{2} + (z - 3)^{2} = 56

  • Câu 15: Thông hiểu
    Tìm phương trình mặt cầu (S)

    Viết phương trình mặt cầu (S) tâm I( - 2,1, - 1) qua A(4,3, - 2).

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    M(x,y,z) \in (S) \Rightarrow IM^{2} = IA^{2}

    \Leftrightarrow (x + 2)^{2} + (y - 1)^{2} + (z + 1)^{2} = (4 + 2)^{2} + (3 - 1)^{2} + ( - 2 + 1)^{2}

    \Leftrightarrow x^{2} + y^{2} + 4x - 2y + 2z - 35 = 0

  • Câu 16: Thông hiểu
    Chọn đáp án chính xác

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, mặt cầu (S) đi qua điểm O và cắt các tia Ox;Oy;Oz lần lượt tại các điểm A;B;C khác O thỏa mãn tam giác ABC có trọng tâm là điểm G( - 6; - 12;18). Tọa độ tâm của mặt cầu (S) là:

    Hướng dẫn:

    Gọi tọa độ các điểm trên ba tia Ox;Oy;Oz lần lượt là A(a;0;0),B(0;b;0),C(0;0;c) với a;b;c > 0

    Vì G là trọng tâm tam giác ABC nên \left\{ \begin{matrix} \frac{a}{3} = - 6 \\ \frac{b}{3} = - 12 \\ \frac{c}{3} = 18 \\ \end{matrix} ight.\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} a = - 18 \\ b = - 36 \\ c = 54 \\ \end{matrix} ight.

    Gọi phương trình mặt cầu cần tìm là:

    (S):x^{2} + y^{2} + z^{2} - 2mx - 2ny - 2pz + q = 0

    Vì (S) qua các điểm OABC nên ta có hệ phương trình:

    \left\{ \begin{matrix} q = 0 \\ 36m + q = - 18^{2} \\ 72n + q = - 36^{2} \\ - 108p + q = - 54^{2} \\ \end{matrix} ight.\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} q = 0 \\ m = - 9 \\ n = - 18 \\ p = 27 \\ \end{matrix} ight.

    Vậy tọa độ tâm của mặt cầu (S) là: ( - 9; - 18;27).

  • Câu 17: Nhận biết
    Chọn đáp án đúng

    Cho đường thẳng (\Delta):\left\{ \begin{matrix} x = 1 + t \\ y = 2 \\ z = - 4 + 7t \\ \end{matrix} \right.và mặt cầu (S): x^{2} +y^{2} + z^{2} - 2x - 4y + 6z - 67 = 0. Giao điểm của (\Delta) và (S) là các điểm có tọa độ:

    Hướng dẫn:

    Tọa độ giao điểm là nghiệm hệ phương trình:

    \left\{ \begin{matrix} x = 1 + t \\ y = 2 \\ z = - 4 + 7t \\ x^{2} + y^{2} + z^{2} - 2x - 4y + 6z - 67 = 0 \\ \end{matrix} \right.

    \Rightarrow \left\lbrack \begin{matrix} t = 0 \Rightarrow A(1;2; - 4) \\ t = 1 \Rightarrow B(2;2;3) \\ \end{matrix} \right.

  • Câu 18: Vận dụng
    Tính giá trị biểu thức

    Trong hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S):(x - 1)^{2} + (y - 2)^{2} + (z - 3)^{2} = 16 và các điểm A(1; 0; 2); B(−1; 2; 2). Gọi (P) là mặt phẳng đi qua hai điểm A; B sao cho thiết diện của mặt phẳng (P) với mặt cầu (S) có diện tích nhỏ nhất. Khi viết phương trình (P) dưới dạng ax + by + cz + 3 = 0. Tính T = a + b + c.

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    (S) có tâm I(1; 2; 3), bán kính R = 4.

    Nhận thấy: IA = IB = \sqrt{5} < R ⇒ A; B nằm bên trong mặt cầu.

    Gọi K là trung đểm của AB ⇒ K(0; 1; 2); IK ⊥ AB.

    Gọi H là hình chiếu của I trên (P),(P) cắt (S) theo thiết diện là đường tròn tâm H bán kính r.

    Std nhỏ nhất ⇔ r nhỏ nhất ⇔ IH lớn nhất

    ⇔ IH = IK ⇔ H ≡ K.

    Khi đó mặt phẳng (P): Đi qua A và có VTPT là \overrightarrow{IK} = ( - 1; - 1; - 1)

    ⇒ Phương trình mặt phẳng (P) : −x−y−z+3 = 0 ⇒ a+b+c = −3

  • Câu 19: Thông hiểu
    Xác định phương trình mặt cầu (S’)

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S):(x - 1)^{2} + (y - 1)^{2} + z^{2} = 4. Một mặt cầu (S') có tâm I'(9;1;6) và tiếp xúc ngoài với mặt cầu (S). Kết luận nào sau đây đúng về phương trình mặt cầu (S')?

    Hướng dẫn:

    Ta có tâm và bán kính mặt cầu (S) lần lượt là I(1;1;0);R = 2.

    Suy ra II' = 10

    Gọi R' là bán kính mặt cầu (S'). Theo giả thiết ta có:

    R + R' = II' \Leftrightarrow R' = II' - R = 8

    Khi đó phương trình mặt cầu cần tìm là: (S'):(x - 9)^{2} + (y - 1)^{2} + (z - 6)^{2} = 64.

  • Câu 20: Thông hiểu
    Xét tính đúng sai của các khẳng định dưới đây

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz (đơn vị trên trục là kilomet), một trạm thu phát sóng điện thoại di động (hình vẽ dưới đây) được đặt ở vị trí I( - 4;\ 2;\ 5). Biết rằng trạm phát sóng được thiết kế với bán kính phủ sóng là 4 km.

    a) Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới bên ngoài của vùng phủ sóng là:

    (x + 4)^{2} + (y - 2)^{2} + (z - 5)^{2} = 16. Đúng||Sai

    b) Điểm A(3;\ 5;\ - 6) nằm phía trong mặt cầu đó.Sai||Đúng

    c) Nếu người dùng đứng ở vị trí điểm B( -2; 3; 0) thì không thể sử dụng dịch vụ của trạm phát sóng này. Đúng||Sai

    d) Nếu người dùng đứng ở vị trí điểm M( - 4;\ 6;\ 2) thì quãng đường ngắn nhất người đó phải di chuyển để đến được vị trí có thể sử dụng dịch vụ của trạm phát sóng là 1 km. Đúng||Sai

    Đáp án là:

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz (đơn vị trên trục là kilomet), một trạm thu phát sóng điện thoại di động (hình vẽ dưới đây) được đặt ở vị trí I( - 4;\ 2;\ 5). Biết rằng trạm phát sóng được thiết kế với bán kính phủ sóng là 4 km.

    a) Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới bên ngoài của vùng phủ sóng là:

    (x + 4)^{2} + (y - 2)^{2} + (z - 5)^{2} = 16. Đúng||Sai

    b) Điểm A(3;\ 5;\ - 6) nằm phía trong mặt cầu đó.Sai||Đúng

    c) Nếu người dùng đứng ở vị trí điểm B( -2; 3; 0) thì không thể sử dụng dịch vụ của trạm phát sóng này. Đúng||Sai

    d) Nếu người dùng đứng ở vị trí điểm M( - 4;\ 6;\ 2) thì quãng đường ngắn nhất người đó phải di chuyển để đến được vị trí có thể sử dụng dịch vụ của trạm phát sóng là 1 km. Đúng||Sai

    a) Đúng

    Mặt cầu tâm I( - 4;\ 2;\ 5) , bán kính R = 4 có phương trình là:

    (x + 4)^{2} + (y - 2)^{2} + (z - 5)^{2} = 16

    b) Sai

    Ta có: IA = \sqrt{7^{2} + 3^{2} + ( - 11)^{2}} = \sqrt{179} > R .

    Vậy điểm A nằm phía ngoài mặt cầu đó.

    c) Đúng

    Ta có: IB = \sqrt{2^{2} + 1^{2} + ( - 5)^{2}} = \sqrt{30} > R , từ đó suy ra nếu người dùng đứng ở vị trí điểm B( - 2;\ 3;\ 0) thì không thể sử dụng dịch vụ của trạm phát sóng này.

    d) Đúng

    Với điểm M( - 4;\ 6;\ 2) ta có: IM = \sqrt{0^{2} + 4^{2} + ( - 3)^{2}} = 5 > R

    Quãng đường ngắn nhất mà người đứng ở điểm M( - 4;\ 6;\ 2) phải di chuyển để đến được vùng phủ sóng là đoạn thẳng MH , với H là giao điểm của đoạn thẳng MI với mặt cầu.

    Khi đó, MH = MI - R = 5 - 4 = 1 km.

0/20
20 câu:
Kiểm tra Kiểm tra lại Bỏ qua Nộp bài

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Kết quả làm bài:
  • Nhận biết (15%):
    2/3
  • Thông hiểu (60%):
    2/3
  • Vận dụng (25%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
  • Điểm thưởng: 0
Làm lại
Tải file làm trên giấy
1
39 Bài viết đã được lưu
Xác thực tài khoản!

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:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!
Số điện thoại này đã được xác thực!
Bạn có thể dùng Sđt này đăng nhập tại đây!
Lỗi gửi SMS, liên hệ Admin
Sắp xếp theo
Xóa Đăng nhập để Gửi
Tìm bài trong mục này