Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz. Phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm \(I\left( {2\,;\,0\,;\,1} \right)\) và tiếp xúc với đường thẳng \(d:\frac{{x – 1}}{1} = \frac{y}{2} = \frac{{z – 2}}{1}\) là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiVectơ chỉ phương của đường thẳng d là: \(\vec u = \left( {1\,;\,2\,;\,1} \right)\).
Gọi \(H\left( {1 + t\,;\,2t\,;\,2 + t} \right) \in d\) là hình chiếu vuông góc của I lên đường thẳng d.
Suy ra : \(\overrightarrow {IH} = \left( {t – 1\,;\,2t\,;\,t + 1} \right)\).
Ta có : \(\overrightarrow {IH} \bot \vec u \Leftrightarrow \overrightarrow {IH} .\,\vec u = 0 \Leftrightarrow t – 1 + 4t + t + 1 = 0 \Leftrightarrow t = 0 \Rightarrow \overrightarrow {IH} = \left( { – 1\,;\,0\,;\,1} \right)\).
Suy ra : \(IH = \sqrt {1 + 1} = \sqrt 2 \)
Mặt cầu \(\left( S \right)\) tiếp xúc với đường thẳng d nên có bán kính \(R = IH = \sqrt 2 \).
Phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) là: \({\left( {x – 2} \right)^2} + {y^2} + {\left( {z – 1} \right)^2} = 2\).