Câu hỏi

Trong không gian Oxyz, cho điểm \(E\left( {8;1;1} \right)\). Viết phương tình mặt phẳng \(\left( \alpha  \right)\) qua \(E\) và cắt chiều dương các trục \(Ox,Oy,Oz\) lần lượt tại \(A,B,C\) sao cho \(OG\) nhỏ nhất với \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\).

  • A \(x + 2y + 2z - 12 = 0\).
  • B \(x + y + 2z - 11 = 0\).
  • C \(2x + y + z - 18 = 0\).
  • D \(8x + y + z - 66 = 0\).

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình theo đoạn chắn của mặt phẳng và áp dụng BĐT Bunhiacopski.

Lời giải chi tiết:

Giả sử \(A\left( {a;0;0} \right),B\left( {0;b;0} \right),C\left( {0;0;c} \right),\,\left( {a,b,c > 0} \right) \Rightarrow \left( \alpha  \right):\dfrac{x}{a} + \dfrac{y}{b} + \dfrac{z}{c} = 1\) và tọa độ trọng tâm của tam giác ABC là \(G\left( {\dfrac{a}{3};\dfrac{b}{3};\dfrac{c}{3}} \right)\); \(OG = \sqrt {\dfrac{{{a^2}}}{9} + \dfrac{{{b^2}}}{9} + \dfrac{{{c^2}}}{9}}  = \dfrac{1}{3}\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} \).

Do \(E\left( {8;1;1} \right) \in \left( \alpha  \right)\) nên  \(\dfrac{8}{a} + \dfrac{1}{b} + \dfrac{1}{c} = 1\)

Ta có: \(1 = \dfrac{4}{a} + \dfrac{4}{a} + \dfrac{1}{b} + \dfrac{1}{c} \ge \dfrac{{{{\left( {2 + 2 + 1 + 1} \right)}^2}}}{{2a + b + c}} = \dfrac{{36}}{{2a + b + c}} \Rightarrow 2a + b + c \ge 36\)

Mà \(2a + b + c \le \sqrt {\left( {{2^2} + {1^2} + {1^2}} \right)\left( {{a^2} + {b^2} + {c^2}} \right)} \)

\( \Rightarrow 36 \le \sqrt {6\left( {{a^2} + {b^2} + {c^2}} \right)}  \Leftrightarrow \sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}}  \ge 6\sqrt 6  \Rightarrow OG \ge 2\sqrt 6 \)

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(\left\{ \begin{array}{l}\dfrac{a}{2} = \dfrac{b}{1} = \dfrac{c}{1}\\\dfrac{8}{a} + \dfrac{1}{b} + \dfrac{1}{c} = 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 12\\b = c = 6\end{array} \right.\)

Suy ra, \(O{G_{\min }} = 2\sqrt 6 \) khi và chỉ khi \(\left\{ \begin{array}{l}a = 12\\b = c = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \)\(\left( \alpha  \right):\dfrac{x}{{12}} + \dfrac{y}{6} + \dfrac{z}{6} = 1 \Leftrightarrow \)\(x + 2y + 2z - 12 = 0\).

Chọn: A


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay