Viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm



Bài viết Viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm.

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

Gọi I (x; y; z ) là tâm mặt cầu đi qua 3 điểm A, B, C

⇔ IA=IB=IC

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

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

+ Dựa vào điều kiện cho trước để tìm phương trình còn lại

⇒ Tọa độ tâm I, R2 =IA2

⇒ Phương trình mặt cầu cần tìm.

Bài 1: Cho 3 điểm A ( 2; 0; 1), B (1; 0; 0), C (1; 1; 1) và mặt phẳng (P): x + y + z – 2 = 0. Viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm A, B, C và có tâm thuộc mặt phẳng (P)

Lời giải:

Gọi I (x; y; z) là tâm mặt cầu đi qua 3 điểm A, B, C

⇔ IA=IB=IC

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

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

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

Do tâm của mặt cầu thuộc mặt phẳng (P) nên: x + y + z – 2 = 0

Ta có hệ phương trình

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

Vậy I (1; 0; 1) và R2 =IA2=1

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là:

(x-1)2 +y2 +(z-1)2 =1

Bài 2: : Trong không gian hệ tọa độ Oxyz, cho 3 điểm A (1; 0; 0), B (0; 3; 0), C (0; 0; 6). Tìm phương trình mặt cầu (S) tiếp xúc với Oy tại B, tiếp xúc với Oz tại C và đi qua A

Lời giải:

Gọi I (a; b; c) là tâm mặt cầu

IB=(-a;3-b; -c); IC=(-a; -b;6-c)

Do mặt cầu (S) tiếp xúc với Oy tại B, tiếp xúc với Oz tại C nên

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

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

⇒ I(a;3;6)

I đi qua A nên ta có IA = IB

⇔ IA2 =IB2 ⇔ (a-1)2 +32 +62 =a2 +62

⇔ a=5

Khi đó, I (5; 3; 6) và R2=IA2 =61

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là :

(x-5)2 +(y-3)2 +(z-6)2 =61

Bài 3:Viết phương trình mặt cầu (S) đi qua A (0; 8; 0), B (4; 6; 2), C (0; 12; 4) và có tâm I thuộc mặt phẳng (Oyz)

Lời giải:

Do tâm I thuộc mặt phẳng (Oyz) nên I (0; b; c)

Mặt cầu đi qua A, B, C nên IA = IB = IC

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

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

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

Vậy I (0; 7; 5); R2 =IA2 =26

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là

x2 +(y-7)2 +(z-5)2 =26

Bài 1. Viết phương trình mặt cầu đi qua ba điểm A(0; 8; 0), B(4; 6; 2), C(0; 12; 4) và có tâm nằm trên mp(Oyz).

Bài 2. Trong không gian Oxyz, viết phương trình mặt cầu đi qua ba điểm A(1; 2; -4), B(1; -3; 1), C(2; 2; 3) và có tâm nằm trên mặt phẳng (Oxy).

Bài 3. Trong không gian Oxyz cho mặt phẳng (P): x – y – 1 = 0. Lập phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm A(2; 1; -1), B(0; 2; -2), C(1; 3; 0) và tiếp xúc (P).

Bài 4. Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz. Cho mặt phẳng (P): x + 2y – z – 1 = 0 và ba điểm A(1; 1; 0), B(−1; 0; 1), C(0; 2; 1). Viết phương trình mặt cầu có tâm thuộc mặt phẳng (P) và đi qua ba điểm A, B, C.

Bài 5. Cho mặt cầu (S) đi qua bốn điểm M(2; 2; 2); N( 4; 0; 2); P( 4; 2; 0) và Q(4; 2; 2). Tìm tâm I của (S)?

Bài 6. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho tam giác ABC với A(2; 3; 4), B(–2;–3;0), C(2; 3; 0). Gọi I là tâm mặt cầu đi qua 3 điểm A, B, C của tam giác. Tìm I để mặt cầu có bán kính nhỏ nhất.

Bài 7. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm A(2;0;1), B(1;0;0), C(1;1;1) và có tâm thuộc mặt phẳng (P): x + y + z – 2 = 0.

Bài 8. Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình mặt cầu đi qua 3 điểm M(2;3;3), N(2;-1;-1), P(-2;-1;3) và có tâm thuộc mặt phẳng (α): 2x + 3y – z + 2 = 0.

Bài 9. Viết phương trình mặt cầu có tâm I thuộc (Oyz) và đi qua 3 điểm J(-1; 2; 0), Q(1; -1; 1), F(0; 1; 3).

Bài 10. Viết phương trình mặt cầu có tâm I thuộc (Oxz) và đi qua 3 điểm P(1; 1; 3), Q(2; 1; 3), R(1; 2; -1).

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