Trang chủ Lớp 12 SGK Toán 12 - Kết nối tri thức Hỏi điểm (Mleft( {2;0;1} right)) nằm trong, nằm ngoài hay thuộc mặt...

Hỏi điểm \(M\left( {2;0;1} \right)\) nằm trong, nằm ngoài hay thuộc mặt cầu (S)?...

Sử dụng kiến thức về phương trình mặt cầu để xác định tâm và bán kính của mặt cầu. Hướng dẫn giải Câu hỏi Luyện tập 1 trang 55 SGK Toán 12 Kết nối tri thức - Bài 17. Phương trình mặt cầu.

Câu hỏi/bài tập:

Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình \({\left( {x + 2} \right)^2} + {y^2} + {\left( {z + \frac{1}{2}} \right)^2} = \frac{9}{4}\).

a) Xác định tâm và bán kính của (S).

b) Hỏi điểm \(M\left( {2;0;1} \right)\) nằm trong, nằm ngoài hay thuộc mặt cầu (S)?

Method - Phương pháp giải/Hướng dẫn/Gợi ý

Sử dụng kiến thức về phương trình mặt cầu để xác định tâm và bán kính của mặt cầu: Trong không gian Oxyz, mặt cầu (S) tâm \(I\left( {a;{\rm{ }}b;{\rm{ }}c} \right)\), bán kính R có phương trình \({\left( {x - a} \right)^2} + {\left( {y - b} \right)^2} + {\left( {z - c} \right)^2} = {R^2}\).

Sử dụng kiến thức về phương trình mặt cầu để xác định vị trí của điểm so với mặt cầu: Cho mặt cầu (S) tâm I, bán kính R và điểm M bất kì trong không gian:

+ Nếu \(IM = R\) thì M nằm trên mặt cầu (S) tâm I.

Advertisements (Quảng cáo)

+ Nếu \(IM > R\) thì M nằm ngoài mặt cầu (S) tâm I.

+ Nếu \(IM < R\) thì M nằm trong mặt cầu (S) tâm I.

Answer - Lời giải/Đáp án

a) Ta viết lại phương trình mặt cầu (S) dưới dạng:

\({\left[ {x - \left( { - 2} \right)} \right]^2} + {\left( {y - 0} \right)^2} + {\left[ {z - \left( { - \frac{1}{2}} \right)} \right]^2} = {\left( {\frac{3}{2}} \right)^2}\)

Do đó, mặt cầu (S) có tâm \(I\left( { - 2;0;\frac{{ - 1}}{2}} \right)\) và bán kính \(R = \frac{3}{2}\).

b) Ta có: \(MI = \sqrt {{{\left( { - 2 - 2} \right)}^2} + {{\left( {0 - 0} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{ - 1}}{2} - 1} \right)}^2}} = \frac{{\sqrt {73} }}{2} > \frac{3}{2} = R\) nên điểm \(M\left( {2;0;1} \right)\) nằm ngoài mặt cầu (S).