Bài toán tương giao mặt cầu với đường thẳng năm 2024

Cho mặt cầu \[\left[ S \right]\] tâm \[I\], bán kính \[R\] và đường thẳng \[\Delta \] [đi qua \[M\] và có VTCP \[\overrightarrow u \]]. Khi đó:

+] \[\Delta \cap \left[ S \right] = \emptyset \Leftrightarrow d\left[ {I,\Delta } \right] > R\].

+] \[\Delta \cap \left[ S \right] = \left\{ H \right\} \Leftrightarrow d\left[ {I,\Delta } \right] = R\].

+] \[\Delta \cap \left[ S \right] = \left\{ {A,B} \right\} \Leftrightarrow d\left[ {I,\Delta } \right] < R\].

ở đó \[{R^2} = {d^2}\left[ {I,\Delta } \right] + \dfrac{{A{B^2}}}{4}\] và \[AB = 2\sqrt {{R^2} - {d^2}\left[ {I,\Delta } \right]} \]

Quảng cáo

2. Một số dạng toán thường gặp

Dạng 1: Xét vị trí tương đối của đường thẳng và mặt cầu.

Phương pháp:

Cách 1: Sử dụng lý thuyết vị trí tương đối của đường thẳng và mặt cầu.

- Bước 1: Tính khoảng cách từ tâm mặt cầu đến đường thẳng và so sánh với \[R\].

- Bước 2: Kết luận dựa vào các vị trí tương đối của đường thẳng và mặt cầu.

Cách 2: Xét phương trình giao điểm của đường thẳng và mặt cầu.

- Nếu phương trình vô nghiệm thì đường thẳng không có điểm chung với mặt cầu.

- Nếu phương trình có nghiệm duy nhất thì đường thẳng tiếp xúc với mặt cầu.

- Nếu phương trình có hai nghiệm phân biệt thì đường thẳng cắt mặt cầu tại hai điểm phân biệt.

Dạng 2: Viết phương trình mặt cầu có tâm và tiếp xúc với đường thẳng cho trước.

Phương pháp:

- Bước 1: Gọi phương trình mặt cầu ở dạng tổng quát.

- Bước 2: Xét phương trình giao điểm của \[d\] và \[\left[ S \right]\], điều kiện để mặt cầu tiếp xúc với đường thẳng là phương trình giao điểm có nghiệm duy nhất.

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

NỘI DUNG BÀI HỌC

  1. Lý thuyết Cho mặt phẳng [P] và mặt cầu [S] có tâm I, bán kính R TH1: \[[S]\cap [P]=\phi\] \[\Leftrightarrow d[I;[P]]>R\]
    TH2: [P] tiếp xúc mặt cầu \[\Leftrightarrow d[I;[P]]=R\]
    TH3: [P] cắt mặt cầu theo giao tuyến là đường tròn \[\Leftrightarrow d[I;[P]]

Chủ Đề