Trong không gian \[Oxyz,\] cho mặt cầu Mặt phẳng \(\left( P \right)\) cắt mặt cầu \[\left( S \right)\] theo thiết diện là đường tròn lớn và cắt các trục

26/150

Trong không gian \[Oxyz,\] cho mặt cầu \[\left( S \right):{\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 4.\] Mặt phẳng \(\left( P \right)\) cắt mặt cầu \[\left( S \right)\] theo thiết diện là đường tròn lớn và cắt các trục \[Ox\,,\,\,Oy\,,\,\,Oz\] lần lượt tại các điểm \(A\left( {a\,;\,\,0\,;\,\,0} \right),\,\,B\left( {0\,;\,\,b\,;\,\,0} \right),\,\,C\left( {0\,;\,\,0\,;\,\,3} \right)\,\,\,\left( {a,\,\,b > 0} \right).\) Tính \(T = a + b\) khi thể tích khối tứ diện \[OABC\] đạt giá trị nhỏ nhất.

\(T = 18.\)

\(T = 9.\)

\(T = 11.\)

\(T = 3.\)

Giải thích

Ta có \((P):\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{3} = 1\) qua tâm\(I\left( {2\,;\,\,1\,;\,\,1} \right)\) nên \(\frac{2}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{3} = 1 \Leftrightarrow \frac{2}{a} + \frac{1}{b} = \frac{2}{3}{\rm{. }}\)

Lại có \({V_{OABC}} = \frac{1}{6}OA \cdot OB \cdot OC = \frac{1}{6}a \cdot b \cdot 3 = \frac{1}{2}ab.\)

Ta có \(\frac{2}{3} = \frac{2}{a} + \frac{1}{b} \ge 2\sqrt {\frac{2}{a} \cdot \frac{1}{b}} \Rightarrow ab \ge 18 \Rightarrow {V_{OABC}} \ge 9.\)

Dấu "=" xảy ra \( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{2}{a} = \frac{1}{b} > 0}\\{ab = 18}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{b = 3}\\{a = 6}\end{array} \Rightarrow a + b = 9} \right.} \right..\)Chọn B.