Trong không gian OxyzO x y z, cho hai điểm A(2;1;3)A \left( 2 ; 1 ; 3 \right), B(6;5;5)B \left( 6 ; 5 ; 5 \right). Xét khối nón (N)\left( N \right) ngoại tiếp mặt cầu đường kính ABA BBB là tâm đường tròn đáy khối nón. Gọi SS là đỉnh của khối nón (N)\left( N \right). Khi thể tích khối nón (N)\left( N \right) nhỏ nhất thì mặt phẳng qua đỉnh SS và song song với mặt phẳng chứa đường tròn đáy của (N)\left( N \right) có phương trình 2x+by+cz+d=02 x + b y + c z + d = 0. Tính T=b+c+dT = b + c + d.

A.  

T=12T = 12.

B.  

T=18T = 18.

C.  

T=24T = 24.

D.  

T=36T = 36.

Đáp án đúng là: A

Giải thích đáp án:

Trong không gian OxyzO x y z, cho hai điểm A(2;1;3)A \left( 2 ; 1 ; 3 \right), B(6;5;5)B \left( 6 ; 5 ; 5 \right). Xét khối nón (N)\left( N \right) ngoại tiếp mặt cầu đường kính ABA BBB là tâm đường tròn đáy khối nón. Gọi SS là đỉnh của khối nón (N)\left( N \right). Khi thể tích khối nón (N)\left( N \right) nhỏ nhất thì mặt phẳng qua đỉnh SS và song song với mặt phẳng chứa đường tròn đáy của (N)\left( N \right) có phương trình 2x+by+cz+d=02 x + b y + c z + d = 0. Tính T=b+c+dT = b + c + d.
A. T=12T = 12. B. T=18T = 18. C. T=24T = 24. D. T=36T = 36.
Lời giải
Mặt cầu (S)\left( S \right) đường kính ABA B có tâm I(4;3;4)I \left( 4 ; 3 ; 4 \right), bán kính R=AB2=3R = \dfrac{A B}{2} = 3.
Giả sử thiết diện qua trục hình nón là tam giác SMNS M N.



Gọi rr, hh lần lượt là bán kính đáy và chiều cao của hình nón (

).
II là tâm đường tròn nội tiếp của tam giác SMNS M N ta có: R=SSMNPSMNR = \dfrac{S_{S M N}}{P_{S M N}}
3=12MN.SB12(SM+SN+MN)\Rightarrow 3 = \dfrac{\dfrac{1}{2} M N . S B}{\dfrac{1}{2} \left( S M + S N + M N \right)}
3=r.hr+r2+h2\Leftrightarrow 3 = \dfrac{r . h}{r + \sqrt{r^{2} + h^{2}}}
3(r+r2+h2)=rh\Leftrightarrow 3 \left( r + \sqrt{r^{2} + h^{2}} \right) = r h
r2=9hh6\Leftrightarrow r^{2} = \dfrac{9 h}{h - 6}.
Thể tích khối nón là V=13πr2h=π3.9h2h6=f(h)V = \dfrac{1}{3} \pi r^{2} h = \dfrac{\pi}{3} . \dfrac{9 h^{2}}{h - 6} = f \left( h \right).
f(h)=3π.h212h((h6))2f^{'} \left( h \right) = 3 \pi . \dfrac{h^{2} - 12 h}{\left(\left( h - 6 \right)\right)^{2}}.

Bảng biến thiên



VV đạt giá trị nhỏ nhất h=12\Leftrightarrow h = 12.
Ta có .
Phương trình mặt phẳng (P)\left( P \right) qua S(2;3;1)S \left( - 2 ; - 3 ; 1 \right), có vec-tơ pháp tuyến AB=2(2;2;1)\overset{\rightarrow}{A B} = 2 \left( 2 ; 2 ; 1 \right)2x+2y+z+9=02 x + 2 y + z + 9 = 0.
Suy ra

;

;

. Vậy T=b+c+d=12T = b + c + d = 12.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

ĐỀ THI THỬ TN THPT 2023 - MÔN TOÁN - THPT- ĐÀO SƠN TÂY-TPHCM THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

1,355 lượt xem 721 lượt làm bài