Giải bài 4 trang 60 sách bài tập toán 12 - Chân trời sáng tạo
Trong các phương trình sau, phương trình nào là phương trình mặt cầu? Xác định tâm và bán kính mặt của cầu đó. a) (4{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 14y - 7z + 4 = 0); b) ({x^2} + {y^2} + {z^2} + 6x - 4y - 4z - 19 = 0); c) ({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x - 4y - 6z + 40 = 0).
Đề bài
Trong các phương trình sau, phương trình nào là phương trình mặt cầu? Xác định tâm và bán kính mặt của cầu đó.
a) \(4{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 14y - 7z + 4 = 0\);
b) \({x^2} + {y^2} + {z^2} + 6x - 4y - 4z - 19 = 0\);
c) \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x - 4y - 6z + 40 = 0\).
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Phương trình \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 2{\rm{ax}} - 2by - 2cz + d = 0\) là phương trình mặt cầu khi và chỉ khi \({a^2} + {b^2} + {c^2} - d > 0\).
Lời giải chi tiết
a) Phương trình \(4{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 14y - 7z + 4 = 0\) không phải phương trình mặt cầu.
b) \(a = - 3,b = 2,c = 2,d = - 19,{a^2} + {b^2} + {c^2} - d = 36 > 0\)
Vậy phương trình \({x^2} + {y^2} + {z^2} + 6x - 4y - 4z - 19 = 0\) là phương trình mặt cầu có tâm \(I\left( { - 3;2;2} \right)\), bán kính \(R = \sqrt {36} = 6\).
c) \(a = 2,b = 2,c = 3,d = 40,{a^2} + {b^2} + {c^2} - d = - 23 < 0\)
Vậy phương trình \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 4x - 4y - 6z + 40 = 0\) không phải là phương trình mặt cầu.