Câu hỏi
Cho ba số x, y, z thỏa mãn \(4{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+9{{z}^{2}}=4x+12z+11\) Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \(P=4x+2y+3z\)
- A \(6+2\sqrt{15}\)
- B \(20\)
- C \(8+4\sqrt{3}\)
- D \(16\)
Phương pháp giải:
+) Đặt
\(\left\{ \begin{array}{l}
x' = 2x\\
y' = y\\
z' = 3z
\end{array} \right.\)
Đưa phương trình về dạng phương trình mặt cầu và phương trình mặt phẳng.
+) Tìm điều kiện để mặt phẳng và mặt cầu cắt nhau.
Lời giải chi tiết:
Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}
x' = 2x\\
y' = y\\
z' = 3z
\end{array} \right.\) ta có \(x{{'}^{2}}+y{{'}^{2}}+z{{'}^{2}}=2x'+4z'+11\Leftrightarrow x{{'}^{2}}+y{{'}^{2}}+z{{'}^{2}}-2x'-4z'-11=0\,\,\left( S \right)\) là phương trình mặt cầu có tâm \(I\left( 1;0;2 \right)\) và bán kính \(R=\sqrt{1+4+11}=4\)
Gọi điểm \(M\left( x';y';z' \right)\) thỏa mãn điều kiện trên \(\Rightarrow M\in \left( S \right)\)
Ta có: \(P=4x+2y+3z=2x'+2y'+z'\Leftrightarrow 2x'+2y'+z'-P=0\,\,\left( \alpha \right)\)
\(\Rightarrow M\in \left( \alpha \right)\)
Để \(P=4x+2y+3z\) đạt giá trị lớn nhất, điều kiện cần là tồn tại M \(\Rightarrow \left( S \right)\) và \(\left( \alpha \right)\) có điểm chung A
Vậy \({{P}_{\max }}=16\)
Chọn D.
..