9 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Chuyên đề Toán 12 Bài 1 Dạng 3: Phương trình mặt cầu có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 1: Hệ tọa độ trong không gian có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 1 Dạng 3: Phương trình mặt cầu có đáp án

1362 lượt thi
9 câu hỏi
45 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình $x^{2} + y^{2} + z^{2} - 2 x + 4 y - 6 z - 2 = 0.$

Xác định tọa độ tâm I của mặt cầu (S) là

A. $I (1; - 2; 3) .$

I (1; - 2; 1) .

I (- 1; 2; 3) .

I (- 1; 2; - 3) .

Xem đáp án

Tọa độ tâm của mặt cầu (S) là $I = (\frac{- 2}{- 2}; \frac{4}{- 2}; \frac{- 6}{- 2}) = (1; - 2; 3) .$

Chọn A.

Câu 2:

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình

(S) : x^{2} + y^{2} + z^{2} - 2 x + 6 y - 6 z - 6 = 0.

Tính diện tích mặt cầu (S)

A. $100 π .$

120 π .

9 π .

42 π .

Xem đáp án

Mặt cầu (S) có tâm $I (1; - 3; 3)$ , bán kính $r = \sqrt{1 + 9 + 9 + 6} = 5.$

Vậy diện tích mặt cầu là $4 π r^{2} = 4 π {.5}^{2} = 100 π .$

Chọn A.

Câu 3:

Trong không gian Oxyz, cho điểm

I (1; - 2; 3) .

Viết phương trình mặt cầu tâm I, cắt trục Ox tại hai điểm A và B sao cho

A B = 2 \sqrt{3} .

A. ${(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 16.$

{(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 20.

{(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 25.

{(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 9.

Xem đáp án

Chú ý:

Tính khoảng cách từ điểm A đến đường thẳng $∆$ :

- Xác định điểm $M \in Δ .$

- Áp dụng công thức: $d (A, Δ) = \frac{|[\vec{A M}, \vec{u}]|}{|\vec{u}|} .$

Hướng dẫn giải

Gọi H là trung điểm $A B \Rightarrow I H ⊥ A B$ tại $H \Rightarrow I H = d_{(I; (A B))} = d_{(I; O x)}$

Lấy $M (2; 0; 0) \in O x \Rightarrow I H = d_{(I, O x)} = \frac{|[\vec{I M}, \vec{i}]|}{\vec{i}} = \sqrt{3} .$

Bán kính mặt cầu cần tìm là $R = I A = \sqrt{I H^{2} + H A^{2}} = 4.$

Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là ${(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 16.$

Chọn A.

Câu 4:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu $(S) : {(x - 1)}^{2} + {(y - 2)}^{2} + {(z + 1)}^{2} = 9$ và hai điểm $A (4; 3; 1), B (3; 1; 3);$ M là điểm thay đổi trên (S). Gọi m, n lần lượt là giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của biểu thức $P = 2 M A^{2} - M B^{2} .$ Giá trị $(m - n)$ bằng

A. 64.

B. 60.

C. 68.

D. 48.

Xem đáp án

Mặt cầu (S) có tâm $I (1; 2; - 1)$ và bán kính R = 3.

Lấy điểm E sao cho $2 \vec{A E} - \vec{B E} = \vec{0} \Leftrightarrow E (5; 5; - 1) .$ Ta có $I E = 5.$

Dễ thấy điểm E là điểm nằm ngoài mặt cầu (S).

Khi đó $P = 2 M A^{2} - M B^{2} = 2 {(\vec{M E} - \vec{A E})}^{2} - {(\vec{M E} - \vec{B E})}^{2} = M E^{2} + 2 A E^{2} - B E^{2} .$

P lớn nhất và nhỏ nhất khi và chỉ khi ME lớn nhất và nhỏ nhất.

$\max M E = I E + R = 8; \min M E = I E - R = 2.$

Do đó $m = \max P = 64 + 2 A E^{2} - B E^{2}; n = \min P = 4 + 2 A E^{2} - B E^{2} .$

Suy ra $m - n = 60.$

Chọn B.

Câu 5:

Trong không gian Oxyz, cho hai điểm $I (1; - 2; 3), M (0; 1; 5) .$ Phương trình mặt cầu có tâm I và đi qua M là

A. ${(x + 1)}^{2} + {(y - 2)}^{2} + {(z + 3)}^{2} = \sqrt{14} .$

{(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = 14.

{(x + 1)}^{2} + {(y - 2)}^{2} + {(z + 3)}^{2} = 14.

{(x - 1)}^{2} + {(y + 2)}^{2} + {(z - 3)}^{2} = \sqrt{14} .

Xem đáp án

Chọn B

Câu 6:

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm

A (1; 1; 2), B (3; 2; - 3) .

Mặt cầu (S) có tâm I thuộc Ox và đi qua hai điểm A, B có phương trình

A. $x^{2} + y^{2} + z^{2} - 8 x + 2 = 0.$

x^{2} + y^{2} + z^{2} + 8 x + 2 = 0.

x^{2} + y^{2} + z^{2} - 4 x + 2 = 0.

x^{2} + y^{2} + z^{2} - 8 x - 2 = 0.

Xem đáp án

Chọn A

Câu 7:

Trong không gian Oxyz, xét mặt cầu (S) có phương trình dạng $x^{2} + y^{2} + z^{2} - 4 x + 2 y - 2 a z + 10 a = 0.$ Tập hợp các giá trị thực của a để (S) có chu vi đường tròn lớn bằng $8 π$ là

A. $\{1; 10\} .$

\{2; - 10\} .

\{- 1; 11\} .

\{1; - 11\}

Xem đáp án

Chọn C

Câu 8:

Trong không gian Oxyz, cho hai điểm $A (1; 0; - 1), B (- 3; - 2; 1) .$ Gọi (S) là mặt cầu có tâm I thuộc mặt phẳng (Oxy), bán kính $\sqrt{11}$ và đi qua hai điểm A, B. Biết I có tung độ âm, phương trình mặt cầu (S) là

A. $x^{2} + y^{2} + z^{2} + 6 y - 2 = 0.$

x^{2} + y^{2} + z^{2} + 4 y - 7 = 0.

x^{2} + y^{2} + z^{2} + 4 y + 7 = 0.

D. $x^{2} + y^{2} + z^{2} + 6 y + 2 = 0.$

Xem đáp án

Chọn A

Câu 9:

Trong không gian Oxyz, cho $A (- 2; 0; 0); B (0; - 2; 0); C (0; 0; - 2) .$ D là điểm khác O sao cho DA, DB, DC đôi một vuông góc. Gọi I(a;b;c) là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD. Giá trị của biểu thức $S = a + b + c$

A. -4

B. -1

C. -2

D. -3

Xem đáp án

Chọn B

Bắt đầu thi ngay