Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz\text{Oxyz}, cho ba điểm M(3;0;0) , N(m;n;0)M \left( 3 ; 0 ; 0 \right) \textrm{ } , \textrm{ } N \left( m ; n ; 0 \right), P(0;0;p)P \left( 0 ; 0 ; p \right). Biết MN=13 , MON^=60M N = \sqrt{13} \textrm{ } , \textrm{ } \hat{M O N} = 60 \circ, thể tích tứ diện OMNPO M N P bằng 33. Giá trị của biểu thức A=m+2n2+p2A = m + 2 n^{2} + p^{2} bằng

A.  

2727.

B.  

2828.

C.  

3030.

D.  

2929.

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz\text{Oxyz}, cho ba điểm M(3;0;0) , N(m;n;0)M \left( 3 ; 0 ; 0 \right) \textrm{ } , \textrm{ } N \left( m ; n ; 0 \right), P(0;0;p)P \left( 0 ; 0 ; p \right). Biết MN=13 , MON^=60M N = \sqrt{13} \textrm{ } , \textrm{ } \hat{M O N} = 60 \circ, thể tích tứ diện OMNPO M N P bằng 33. Giá trị của biểu thức A=m+2n2+p2A = m + 2 n^{2} + p^{2} bằng
A. 2727. B. 2828. C. 3030. D. 2929.
Lời giải
Ta có MN=13 ((m3))2+n2=13 m2+n26m4=0M N = \sqrt{13} \textrm{ } \Leftrightarrow \sqrt{\left(\left( m - 3 \right)\right)^{2} + n^{2}} = \sqrt{13} \textrm{ } \Leftrightarrow m^{2} + n^{2} - 6 m - 4 = 0. (1)
MON^=60(OM ; ON) =60cos(OM ; ON) =3m3m2+n2=12\hat{M O N} = 60 \circ \Leftrightarrow \left( \overset{\rightarrow}{O M} \textrm{ } ; \textrm{ } \overset{\rightarrow}{O N} \right) \textrm{ } = 60 \circ \Leftrightarrow cos \left( \overset{\rightarrow}{O M} \textrm{ } ; \textrm{ } \overset{\rightarrow}{O N} \right) \textrm{ } = \dfrac{3 m}{3 \sqrt{m^{2} + n^{2}}} = \dfrac{1}{2}
thế vào (1) suy ra 4m26m4=0m=24 m^{2} - 6 m - 4 = 0 \Rightarrow m = 2 n2=12\Rightarrow n^{2} = 12.
Xét tam giác OMNO M NOM=3 , ON=m2+n2=4O M = 3 \textrm{ } , \textrm{ } O N = \sqrt{m^{2} + n^{2}} = 4, MON^=60\hat{M O N} = 60 \circ
SOMN=12OM.ON.sinMON^=33\Rightarrow S_{\triangle O M N} = \dfrac{1}{2} O M . O N . sin \hat{M O N} = 3 \sqrt{3}.
Dễ dàng nhận thấy PP thuộc trục OzO z, hai điểm M,NM , N nằm trên mặt phẳng nên OP(OMN)O P \bot \left( O M N \right) hay VOMNP=13SOMN.OPV_{O M N P} = \dfrac{1}{3} S_{\triangle O M N} . O P 3=13.33.p2p2=3\Leftrightarrow 3 = \dfrac{1}{3} . 3 \sqrt{3} . \sqrt{p^{2}} \Leftrightarrow p^{2} = 3.
Vậy A=m+2n2+p2=2+2.12+3=29A = m + 2 n^{2} + p^{2} = 2 + 2 . 12 + 3 = 29.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

ĐỀ THI THỬ TN THPT 2023 - MÔN TOÁN - CỤM GIA LỘC - HẢI DƯƠNG THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

713 lượt xem 364 lượt làm bài