Viết phương trình mặt cầu có tâm thuộc đường thẳng d và đi qua 2 điểm A, B (cực hay)



Bài viết Viết phương trình mặt cầu có tâm thuộc đường thẳng d và đi qua 2 điểm A, B với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Viết phương trình mặt cầu có tâm thuộc đường thẳng d và đi qua 2 điểm A, B.

Bài giảng: Cách viết phương trình mặt cầu - dạng bài cơ bản - Cô Nguyễn Phương Anh (Giáo viên VietJack)

Viết phương trình đường thẳng d về dạng tham số:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Tâm I thuộc đường thẳng d nên I (x0+at; y0+bt; z0+ct)

Mặt cầu đi qua 2 điểm A, B cho trước nên IA = IB

⇒ IA2= IB2

⇒ Tìm được t

⇒ Tọa độ tâm và bán kính ⇒ Phương trình mặt cầu

Bài 1: Cho các điểm A (1; 3; 1); B(3; 2; 2). Viết phương trình mặt cầu đi qua hai điểm A, B và tâm thuộc trục Oz

Lời giải:

Do tâm I thuộc trục Oz nên I (0; 0; z)

IA2 =12 +32 +(z-1)2

IB2=32 +22+(z-2)2

Do mặt cầu đi qua 2 điểm A, B nên IA = IB

⇒ IA2= IB2

⇒ 12 +32 +(z-1)2=32 +22+(z-2)2

⇔ 2z=6 ⇔ z=3

⇒ I (0; 0; 3); R2 =IA2 =14

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là:

x2 +y2 +(z-3)2 =14

Bài 2: Cho các điểm A (0; 1; 3) và B (2; 2; 1) và đường thẳng Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giảiViết phương trình mặt cầu đi qua hai điểm A, B và tâm thuộc đường thẳng d

Lời giải:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Phương trình tham số của Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Gọi I là tâm của mặt cầu, do I thuộc d nên I (1+2t; 2 – t; 3 – 2t)

Ta có: IA2= (1+2t)2+(2-t-1)2+(3-2t-3)2=9t2+2t+2

IB2= (1+2t-2)2 +(2-t-2)2 +(3-2t-1)2= 9t2 -4t+5

Do mặt cầu đi qua 2 điểm A, B nên IA = IB

⇒ IA2= IB2

⇒9t2+ 2t +2= 9t2 -4t+5

⇔ t=1/2

⇒ I(2; 3/2;2); R2= IA2=21/4

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là

(x-2)2 +(y-3/2)2 +(z-2)2 =21/4

Bài 3: Cho các điểm A (-2; 4; 1) và B (2; 0; 3) và đường thẳng Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giảiGọi (S) là mặt cầu đi qua A, B và có tâm thuộc đường thẳng d. Tính bán kính mặt cầu (S)

Lời giải:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Phương trình tham số của Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Gọi I là tâm của mặt cầu, do I thuộc d nên I (1 + 2t; -2 – t; 3 – 2t)

Ta có:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Bài giảng: Cách viết phương trình mặt cầu - dạng bài nâng cao - Cô Nguyễn Phương Anh (Giáo viên VietJack)


phuong-phap-toa-do-trong-khong-gian.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác