Trong không gian với hệ trục tọa độ vuông góc Oxyz, cho mặt phẳng \((P): - x + 2y + 2z - 3 = 0\), mặt cầu \((S):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 10x - 4y - 6z + 2 = 0\). Gọi \(\Delta \) là đường thẳng nằm trong mặt phẳng \((P)\), đi qua \(A(3;1;2)\) và cắt \((S)\) tại 2 điểm M, N. Độ dài đoạn thẳng MN nhỏ nhất là
A. \(\frac{{\sqrt {30} }}{2}\).
Quảng cáo
1 câu trả lời 19

Mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm \(I\left( {5;2;3} \right)\), bán kính \[R = \sqrt {{5^2} + {2^2} + {3^2} - 2} = 6\].
Mặt phẳng (P) có \[\overrightarrow {{n_{\left( P \right)}}} = \left( { - 1;2;2} \right)\] .
Ta có: \[d\left( {I,\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| { - 5 + 2.2 + 2.3 - 3} \right|}}{{\sqrt {{{\left( { - 1} \right)}^2} + {2^2} + {2^2}} }} = \frac{2}{3} < R\]. Suy ra mặt phẳng (P) cắt mặt cầu (S).
Có \[IA = \sqrt {{{\left( {3 - 5} \right)}^2} + {{\left( {1 - 2} \right)}^2} + {{\left( {2 - 3} \right)}^2}} = \sqrt 6 < R\]. Suy ra điểm A nằm trong mặt cầu.
Gọi H là trung điểm của MN. Khi đó IH vuông góc với MN
\[ \Rightarrow MN = 2HN = 2\sqrt {I{N^2} - I{H^2}} = 2\sqrt {36 - I{H^2}} \]
Do đó MN min Û IH max
Vì tam giác IAH vuông tại H \[ \Rightarrow IH \le IA\]
Suy ra MN min \[ \Leftrightarrow IH = IA = \sqrt 6 \Rightarrow MN = 2\sqrt {36 - 6} = 2\sqrt {30} \]. Chọn B.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
106441 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
95860 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
74201

