Trong không gian oxyz cho mặt cầu (S): x^2 + y^2 + z^2 = 9 và điểm M(x0;y0;z0)

47/150

Trong không gian cho mặt cầu \((S):{x^2} + {y^2} + {z^2} = 9\) và điểm \(M\left( {{x_0};\,\,{y_0};\,\,{z_0}} \right)\) thuộc đường thẳng \(d:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + t}\\{y = 1 + 2t}\\{z = 2 - 3t}\end{array}} \right.\) Ba điểm \[A,\,\,B,\,\,C\] phân biệt cùng thuộc một mặt cầu sao cho \[MA,\,\,MB,\,\,MC\] là tiếp tuyến của mặt cầu. Biết rằng mặt phẳng \((ABC)\) đi qua \(D\left( {1;\,\,1;\,\,2} \right).\) Giá trị của biểu thức \(T = x_0^2 + y_0^2 + z_0^2\) bằng\[Oxyz,\]

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

Mặt cầu \((S)\) có tâm \(O\left( {0\,;\,\,0\,;\,\,0} \right)\) và bán kính \[R.\]

Gọi \(M\left( {1 + {t_0}\,;\,\,1 + 2{t_0}\,;\,\,2 - 3{t_0}} \right) \in d.\)

Giả sử \(T\left( {x\,;\,\,y\,;\,\,z} \right) \in (S)\) là một tiếp điểm của tiếp tuyến \[MT\] với mặt cầu \((S).\)

Khi đó: \(O{T^2} + M{T^2} = O{M^2}\)

\( \Leftrightarrow 9 + {\left[ {x - \left( {1 + {t_0}} \right)} \right]^2} + {\left[ {y - \left( {1 + 2{t_0}} \right)} \right]^2} + {\left[ {z - \left( {2 - 3{t_0}} \right)} \right]^2} = {\left( {1 + {t_0}} \right)^2} + {\left( {1 + 2{t_0}} \right)^2} + {\left( {2 - 3{t_0}} \right)^2}\)

\( \Leftrightarrow 9 + {x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x\left( {1 + {t_0}} \right) - 2y\left( {1 + 2{t_0}} \right) - 2z\left( {2 - 3{t_0}} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \left( {1 + {t_0}} \right)x + \left( {1 + 2{t_0}} \right)y + \left( {2 - 3{t_0}} \right)z - 9 = 0.\) (vì \({x^2} + {y^2} + {z^2} = O{T^2} = 9\))

Suy ra phương trình mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) có dạng: \(\left( {1 + {t_0}} \right)x + \left( {1 + 2{t_0}} \right)y + \left( {2 - 3{t_0}} \right)z - 9 = 0\)

Do \(D\left( {1\,;\,\,1\,;\,\,2} \right) \in \left( {ABC} \right)\) nên \[1 + {t_0} + 1 + 2{t_0} + 2\left( {2 - 3{t_0}} \right) - 9 = 0 \Leftrightarrow {t_0} = - 1 \Rightarrow M = \left( {0\,;\,\, - 1\,;\,\,5} \right).\]

Vậy \(T = {0^2} + {\left( { - 1} \right)^2} + {5^2} = 26.\)

Đáp án: 26.