Bài 34 trang 121 Sách bài tập Hình học lớp 12 Nâng cao


a)Cho phương trình

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

LG a

Cho phương trình \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4mx + 4y + 2mz + {m^2} + 4m = 0\)

Xác định m để nó là phương trình của một mặt cầu. Khi đó, tìm m để bán kính mặt cầu là nhỏ nhất.

Lời giải chi tiết:

Ta có a = -2m, b = 2, c = m, \(d = {m^2} + 4m.\)

Phương trình đã cho là phương trình của một mặt cầu khi và chỉ khi

\(\eqalign{  & {a^2} + {b^2} + {c^2} - d \cr&= {( - 2m)^2} + {2^2} + {m^2} - {m^2} - 4m > 0  \cr  &  \Leftrightarrow {\left( {2m - 1} \right)^2} + 3 > 0\;\forall m. \cr} \)

Vậy phương trình đã cho là phương trình mặt cầu với mọi m. Bán kính mặt cầu là :

\(R = \sqrt {{{\left( {2m - 1} \right)}^2} + 3}  \ge \sqrt 3  \Rightarrow {R_{\min }} = \sqrt 3 \) khi \(m = {1 \over 2}.\)

Quảng cáo

Lộ trình SUN 2025

LG b

Cho phương trình:

\({x^2} + {y^2} + {z^2} + 2x\cos \alpha  - 2y\sin \alpha  - 4z \)

\(- (4 + {\sin ^2}\alpha ) = 0\)

Xác định \(\alpha \) để phương trình trên là phương trình của một mặt cầu. Khi đó, tìm \(\alpha \) để bán kính mặt cầu là nhỏ nhất, lớn nhất.

Lời giải chi tiết:

Ta có :\(a = \cos \alpha ,b =  - \sin \alpha ,c =  - 2,d =  - (4 + {\sin ^2}\alpha )\)

\(\eqalign{  &  {a^2} + {b^2} + {c^2} - d \cr&= {\cos ^2}\alpha  + {\sin ^2}\alpha  + 4 + 4 + {\sin ^2}\alpha   \cr  &  = 9 + {\sin ^2}\alpha  > 0\;\forall \alpha . \cr} \)

Phương trình đã cho là phương trình mặt cầu với mọi \(\alpha \).

Khi đó \(R = \sqrt {9 + {{\sin }^2}\alpha } \)

Vì \(0 \le {\sin ^2}\alpha  \le 1\) nên \(3 \le R \le \sqrt {10} \)

Vậy \({R_{\min }} = 3\) khi \(\alpha  = k\pi ,(k \in \mathbb Z).\)

       \({R_{\max }} = \sqrt {10} \) khi \(\alpha  = {\pi  \over 2} + l\pi (l \in \mathbb Z).\)

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.