HÌNH HỌC 12 - CHƯƠNG III CHỦ ĐỀ 4.1 Tìm tọa độ tâm và tính bán kính mặt cầu-Viết PTMC có tâm và bán kính.. Hướng dẫn giải Chọn C.. Mặt cầu có phương trình.. Mặt cầu S đường kính EF c
Trang 1HÌNH HỌC 12 - CHƯƠNG III CHỦ ĐỀ 4.1 Tìm tọa độ tâm và tính bán kính mặt cầu-Viết PTMC có tâm và bán
kính.
MỨC ĐỘ 1
2;1;1
A và B0; 1;1 Viết phương trình mặt cầu đường kính AB
A x 12 y2z12 2 B x12 y2z12 8.
C x12 y2z12 2 D x 12y2z12 8
Hướng dẫn giải Chọn C.
Theo đề ta có mặt cầu đường kính AB có tâm là trung điểm I 1;0;1 của AB và bán kính
2 2
AB
Nên phương trình mặt cầu là: x12y2z12 2
Câu 2 [2H3-4.1-1] [BTN 163] Trong không gian Oxyz , cho điểm I1; 2; 3 Viết phương trình mặt
cầu có tâm là I và bán kính R 2
A. x12y22z 32 4 B. x12y 22z32 4
C. x2y2z22x 4y 6z 5 0 D. x2y2 z2 2x 4y6z 5 0
Hướng dẫn giải Chọn B.
Mặt cầu có phương trình
x12y 22z324
Vậy B là đáp án đúng
Câu 3 [2H3-4.1-1] [THPT Tiên Lãng] Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz , cho mặt cầu
( ) :S x y z 4x2y6z 2 0 Mặt cầu ( )S có tâm I và bán kính R là
A I( 2;1;3), R2 3 B I(2; 1; 3), R 12
C I(2; 1; 3), R4 D I( 2;1;3), R4
zzzzz.
zzzzz.
Hướng dẫn giải Chọn C.
Mặt cầu ( ) :S x2y2z22ax2by2cz d 0 (với a2;b1;c3,d 2)
có tâm I ( ;a b c ; ) (2; 1; 3) , bán kính R a2b2c2 d 4
mặt cầu S có phương trình x2y2 z2 2x 6y 1 0 Tính tọa độ tâm I, bán kính R
của mặt cầu S
Trang 2A 1;3;0
3
I R
B 1; 3;0
3
I R
C 1; 3;0
10
I R
D 1;3;0
9
I R
Hướng dẫn giải Chọn A.
Từ phương trình mặt cầu S suy ra tâm I 1;3;0 và bán kính R a2b2c2 d 3
điểm E(2;1;1), (0;3; 1)F Mặt cầu S đường kính EF có phương trình là
A x 22y12 (z1)2 9 B x12y 22 z2 3
C x12y 22 z2 9 D x12y2z2 9
Hướng dẫn giải Chọn B.
- Gọi I là trung điểm EF I(1;2;0)
- Khi đó, mặt cầu S có tâm I(1; 2;0) và bán kính R IE 3.
- Phương trình ( ) : (S x1)2(y 2)2z2 3
Chú ý: Phương án nhiễu B, C, D chưa hợp lý Vì như vậy thì chỉ cần bán kính đã chọn được
đáp án A
S x: 2y2z2 2x6z 2 0 Xác định tọa độ tâm I và bán kính của mặt cầu S
A I1;0; 3 ; R2 3 B I1;0;3 ; R2 3
C I1;0;3 ; R 7 D I1;0; 3 ; R 7
Hướng dẫn giải Chọn A.
S x: 2y2z2 2x6z 2 0
x 12 y2 z 32 12
Vậy mặt cầu S có tâm I1;0; 3 và bán kính R 2 3
Oxyz , cho các phương trình sau, phương trình nào không phải là phương trình của mặt cầu?
2x 2y 2z 4x2y2z16 0 B 2 2 2
3x 3y 3z 6x12y 24z16 0
C 2 2 2
x y z x y z D x12y 22z12 9
Hướng dẫn giải Chọn A.
Xét C 2x22y22z2 4x2y2z16 0 1 x2y2z2 2x y z 8 0
a b c d a b c d Suy ra 1 không là phương trình đường tròn
Trang 3Câu 8 [2H3-4.1-1] [Cụm 1 HCM] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , mặt cầu
S :x2y2z2 4x2y 6z4 0 có bán kính R là
A R 3 2 B R 2 15 C R 10 D R 52
Hướng dẫn giải Chọn C.
S :x2y2z2 4x2y 6z4 0 có bán kính là R 22 1232 4 10
S có phương trình là x2 y2z24x10y20 0 Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu S
A I 2;5; 10 và R 129 B I2; 5;0 và R 3
C I 2;5;0 và R 3 D I 4;10;0 và R 4 6
Hướng dẫn giải Chọn C.
Mặt cầu S có tâm I 2;5;0 và R 4 25 20 3
phương trình mặt cầu tâm I1; 2;3 bán kính r 1?
A. x12(y 2)z 32 1 B. x12(y2)2z32 1
C. x12(y 2)2z 33 1 D. 2 2 2
x y z x y z
Hướng dẫn giải Chọn D.
Mặt cầu (S) có tâm I a b c , bán kính ; ; R 0 có phương trình:
S : x a 2y b 2z c 2 R2
Câu 11 [2H3-4.1-1] [SỞ GD ĐT HÀ TĨNH] Trong hệ tọa độ Oxyz , mặt cầu tâm I1; 0; 2 bán kính
5
R có phương trình là
A. x12y2z 22 25 B. x12y2z22 25
C. x12y2z2225 0 D. x12y2z 22 25
Hướng dẫn giải Chọn B.
1;0; 2 2 2
5
I
R
S x y z x y z Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của S
A I1; 2; 3 và R 3 B I1; 2; 3 và R 9
C I 1; 2;3 và R 3 D I 1; 2;3 và R 9
Hướng dẫn giải Chọn C.
Trang 4Mặt cầu S có tâm I 1; 2;3 và bán kính R 122232 5 3
cầu( ) :S x2y12z12 16 Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của S
A. (0; 1; 1)I và R 4 B. (0; 1; 1)I và R 4
C. (0; 1; 1)I và R 16 D. (0; 1; 1)I và R 16
Hướng dẫn giải Chọn B.
Câu 14 [2H3-4.1-1] [THPT Lý Thái Tổ] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , trong các phương
trình sau, phương trình nào không phải là phương trình của một mặt cầu?
A. x2 y2 z2 2x 2y6z 7 0 B. x2 y2z2 2x 2y 2z 2 0
C. 2x2y2z2 2x 2y 2 0 D. 2x22y22z2 4x6y 8z 4 0
Hướng dẫn giải Chọn C.
Vì hệ số của x y z không bằng nhau.2, ,2 2
S :x2y2z2 2x4y6z 2 0 Tìm tọa độ tâm I và bán kính của mặt cầu S
A I1; 2; 3 và R 2 3 B I1; 2; 3 và R 2 3
C I1; 2; 3 và R 4 D I 1;2;3 và R 4.
Hướng dẫn giải Chọn C.
Câu 16 [2H3-4.1-1] [THPT Hoàng Quốc Việt] Trong không gian với hệ trục Oxyz , cho mặt cầu S
có phương trình: x2y2z22x 6y8z17 0 Khi đó:
A S có tâm I 1; 3; 4 , bán kính R 3
B S có tâm I2; 6; 8 , bán kính R 3
C S có tâm I1; 3; 4 , bán kínhR 9
D S có tâm I1; 3; 4 , bán kính R 3
Hướng dẫn giải Chọn A.
a b c d R a b c d
trình x12y2z22 9 Xác định tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu S
A. I1; 0; 2, R 3 B. I1; 0; 2 , R 3
C. I1; 0; 2 , R 9 D. I1; 0; 2, R 3
Hướng dẫn giải Chọn B.
(1; 2;3)
I có đường kính bằng 6 có phương trình là:
Trang 5A x 12y 22z 32 9 B x 12y 22z 32 36.
C x 12y 22z 32 36 D x 12y 22z 32 9
Hướng dẫn giải Chọn D.
Theo giả thiết mặt cầu có bán kính bằng 6 nên có bán kính R 3, Tâm mặt cầu là I(1; 2;3)
nên có phương trình x 12y 22z 32 9
Câu 19 [2H3-4.1-1] [Sở GDĐT Lâm Đồng lần 03] Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho mặt
( 1) ( 2) 4
x y z Tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu S là.
A I(0;1; 2), R4 B I(0;1; 2), R2
C I(1;1;2),R 4 D I(0; 1;2), R2
Hướng dẫn giải Chọn B.
cầu S x: 2y2z2 4x 4y6z 3 0 Tọa độ tâm I và tính bán kính R của S
A I4; 4; 6 và R 71 B I 4; 4;6 và R 71.
C I 2; 2;3 và R 20 D I2; 2; 3 và R 20
Hướng dẫn giải Chọn D.
Tâm I của mặt cầu S là I 2; 2; 3 , bán kính là R 2222 ( 3)2 3 20
Câu 21 [2H3-4.1-1] [TT Tân Hồng Phong] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , tìm tọa độ tâm I
và bán kính R của mặ cầu S : x12y2z12 4
A I1;0; 1 , R2 B I1;0;1 , R2 C I1;0; 1 , R4 D I1;0;1 , R4
Hướng dẫn giải Chọn A.
Tọa độ tâm I1;0; 1 và bán kính R 2
cầu ( )S tâm I1; 2; 3 và đi qua điểm A1;0; 4 có phương trình là:
A. x12 y 22z32 53 B. x12y22z 32 53
C. x12 y 22z 32 53 D. x12y22z32 53
Hướng dẫn giải Chọn A.
Ta có IA0; 2;7
Suy ra bán kính R IA 53 Vậy phương trình mặt cầu là: x12y 22z32 53
cầu S : 2 2 2
x y z Tìm tọa độ tâm I và tính bán kính R của S
A I1; 1;0 và R 2 B I 1;1;0 và R 2
Trang 6C I 1;1;0 và R 2. D I1; 1;0 và R 2.
Hướng dẫn giải Chọn D.
Mặt cầu S : x12y12z2 2 có tọa độ tâm I1; 1;0 và bán kính R 2
, mặt cầu có tâm I1; 2; 0 đường kính bằng 10 có phương trình là
A x12y 22z2 25 B x12y22z2 25
C x12y22z2 100 D x12y 22z2 100
Hướng dẫn giải Chọn A.
Ta có đường kính bằng 10 nên bán kính R5
Vậy phương trình mặt cầu tâm I1; 2; 0 , bán kính R5 là x12y 22z2 25
cho mặt cầu có phương trình
x y z x y z Tìm tâm I và bán kính R của mặt cầu đó
A I1;2; 3 , R 5 B I1; 2;3 , R 5
C I1; 2;3 , R5 D I1;2; 3 ; R5
Hướng dẫn giải Chọn B.
Ta có : a1,b2,c3,d 9 R a2b2c2 d 5, tâm I1; 2;3
cho mặt cầu S có phương trình x2y2 z2 2x 4y 6z Trong các số dưới đây, số5 0 nào là diện tích của mặt cầu S ?
Hướng dẫn giải Chọn D.
Bán kính R 3 S 4R2 36
S : x 22 y 12z32 16 Tìm tọa độ tâm I và tính bán kính R của (S)
A I( 2; 1;3), R16 B I(2;1; 3), R4
C I(2; 1; 3), R16 D I( 2; 1;3), R4
Hướng dẫn giải Chọn B.
(2;1; 3), 4
x +y + -z x+ y- z- = Tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu là
Trang 7A I(1; 2;3- ), R= 5 B I(- 1; 2; 3- ), R=25.
C I(1; 2;3- ), R=25 D I(- 1; 2; 3- ), R= 5
Hướng dẫn giải Chọn A.
Vậy mặt cầu có tâm là I(1; 2;3- ), bán kính R= 5
Câu 29 [2H3-4.1-1] [THPT Ng.T.Minh Khai(K.H)] Mặt cầu tâm I 1;2;0 đường kính bằng 10 có
phương trình là:
A (x1)2(y 2)2z2 100 B (x1)2(y2)2z2 25
C (x1)2(y 2)2z2 25 D (x1)2(y2)2z2 100
Hướng dẫn giải Chọn C.
2;1;1
A và B0; 1;1 Viết phương trình mặt cầu đường kính AB
A x 12 y2z12 2 B x12 y2z12 8.
C x12 y2z12 2 D x 12y2z12 8
Hướng dẫn giải Chọn C.
Theo đề ta có mặt cầu đường kính AB có tâm là trung điểm I 1;0;1 của AB và bán kính
2 2
AB
Nên phương trình mặt cầu là: x12y2z12 2
Câu 31 [2H3-4.1-1] [BTN 163] Trong không gian Oxyz , cho điểm I1; 2; 3 Viết phương trình mặt
cầu có tâm là I và bán kính R 2
A. x12y22z 32 4 B. x12y 22z32 4
C. x2y2z22x 4y 6z 5 0 D. x2y2 z2 2x 4y6z 5 0
Hướng dẫn giải Chọn B.
Mặt cầu có phương trình
x12y 22z324
Vậy B là đáp án đúng
Câu 32 [2H3-4.1-1] [THPT Thanh Thủy] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu
S : x 52y42z2 9 Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu S
A I5; 4;0 và R 9 B I 5;4;0 vàR 9
C I 5;4;0và R 3 D I5; 4;0 và R 3
Hướng dẫn giải Chọn D.
Trang 8Mặt cầu S có tâm I5; 4;0 , bán kính R 9 3
S :x2y2z2 4x2y 6z4 0 có bán kính R là
A R 3 2 B R 2 15 C R 10 D R 52
Hướng dẫn giải Chọn C.
S :x2y2z2 4x2y 6z4 0 có bán kính là R 22 1232 4 10
Câu 34 [2H3-4.1-1] [Sở Hải Dương] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , viết phương trình mặt cầu
S có tâm I1; 2; 3 và đi qua A1;0;4.
A x12 y 22z32 53 B x12y 22z32 53
C x12y22z32 53 D x12y22z 32 53
Hướng dẫn giải Chọn B.
Ta có R IA 53
Phương trình mặt cầu tâm I1; 2; 3 và bán kính R 53 là x12y 22z32 53
cầu S x: 2y2z2 2x2y 2z6 Tính bán kính R của mặt cầu đó
A R 9 B R 3 C R 6 D R 6
Hướng dẫn giải Chọn B.
S x12y12z12 Vậy bán kính 9 R 9 3
cầu ( )S x: 2 +y2 + -z2 4x+ 2y- 2z- = 3 0.
Tìm tọa độ tâm I và bán kính R của ( )S .
A I(- 2;1; 1 - ) và R= 9 B I(2; 1;1 - ) và R= 9
C I(2; 1;1 - ) và R= 3 D I(- 2;1; 1 - ) và R= 3
Hướng dẫn giải Chọn C.
Ta viết lại mặt cầu S như sau S : x 22y12z12 9
Mặt cầu S có tâm I a b c bán kính ; ; , R có phương trình
S : x a 2y b 2z c 2 R2 Dựa vào đó, ta thấy ngay mặt cầu S : x 22y12z12 9 có tâm I2; 1;1 và bán kính R 9 3.
Câu 37 [2H3-4.1-1] [THPT Hùng Vương-PT] Xác định tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu có
phương trình x2y2z24x 2y 6z10 0
A I2; 1; 3 ; R4 B I 2;1;3 ; R2.
Trang 9C I 2;1;3 ; R4 D I 2; 1; 3 ; R2.
Hướng dẫn giải Chọn B.
Ta có a , 2 b , 1 c và 3 d 10
Mà a2b2c2 d 4 1 9 10 4
Vậy mặt cầu đã cho có tâm là điểm I 2;1;3 và bán kính R 2.
Câu 38 [2H3-4.1-1] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,cho hai điểm A3;0; 1 , B5;0; 3 Viết
phương trình của mặt cầu S đường kính AB
A S :x2y2z2 8x4z18 0 B S : x 42y2z22 8
C S : x 22y2z22 4 D S :x2y2z2 8x4z12 0
Hướng dẫn giải Chọn B.
Ta có AB2;0; 2 AB 2 2
Gọi I là trung điểm AB I4;0; 2
Mặt cầu: S : x 42y2z22 8
S : x 52y12z22 9 Tính bán kính R của S
A R 6 B R 9 C R 18 D R 3
Hướng dẫn giải Chọn D.
Phương trình mặt cầu tâm I a b c bán kính ; ; R: x a 2y b 2z c 2 R2
S có tâm: I5;1; 2 ; R 3
Câu 40 [2H3-4.1-1] [THPT Yên Lạc-VP] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho mặt cầu , S có
phương trình x2y2z22x 4y6z 2 0 Tính tọa độ tâm I và bán kính R của S
A I1; 2;3 , R4 B I1; 2;3 , R16
C I1;2; 3 , R4 D I1; 2;3 , R4.
Hướng dẫn giải Chọn C.
1;2; 3 , 1 22 32 2 4
I R
Câu 41 [2H3-4.1-1] [THPT Trần Phú-HP] Trong không gian Oxyz, cho các điểm A1;0;2 ,
1; 2; 4
B Phương trình mặt cầu đường kính AB là.
A x2 y12z 32 3 B x2 y12 z 32 12
C x2y12z 32 12 D x2 y12z 32 3
Hướng dẫn giải
Trang 10Chọn A.
Tọa độ tâm I là trung điểm của AB Suy ra I0;1;3 và R IA 3..
Phương trình mặt cầu đường kính AB là: x2 y12z 32 3
Câu 42 [2H3-4.1-1] [Cụm 7-TPHCM] Phương trình mặt cầu tâm I1; 2; 3 bán kính R là:2
A. x12y22z 32 22 B. x12y 22z32 2
C. x2y2z22x 4y 6z10 0 D. x2y2z2 2x 4y6z10 0
Hướng dẫn giải Chọn D.