Câu hỏi Đáp án 2 năm trước 39

Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu \(\left( S \right):{\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 4\) và hai điểm A(-1;2;-3); B(5;2;3). Gọi M là điểm thay đổi trên mặt cầu (S). Tính giá trị lớn nhất của biểu thức \(2M{A^2} + M{B^2}\).

A. 5

B. 123

Đáp án chính xác ✅

C. 65

D. 112

Lời giải của giáo viên

verified HocOn247.com

Ta xác định điểm H(x;y;z) sao cho \(2.\overrightarrow {HA}  + \overrightarrow {HB}  = \overrightarrow 0 \) 

\(\overrightarrow {HA}  = \left( { - 1 - x;2 - y; - 3 - z} \right)\); \(\overrightarrow {HB}  = \left( {5 - x;2 - y;3 - z} \right)\) nên

\(\begin{array}{l}
2\overrightarrow {HA}  + \overrightarrow {HB}  = \overrightarrow 0  \Leftrightarrow \left( { - 2 - 2x;4 - 2y; - 6 - 2z} \right) + \left( {5 - x;2 - y;3 - z} \right) = \overrightarrow 0 \\
 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
 - 2 - 2x + 5 - x = 0\\
4 - 2y + 2 - y = 0\\
 - 6 - 2z + 3 - z = 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 1\\
y = 2\\
z =  - 1
\end{array} \right. \Rightarrow H\left( {1;2; - 1} \right)
\end{array}\)

Ta có

\(\begin{array}{l}
2M{A^2} + M{B^2} = 2{\overrightarrow {MA} ^2} + {\overrightarrow {MB} ^2} = 2.{\left( {\overrightarrow {MH}  + \overrightarrow {HA} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {MH}  + \overrightarrow {HB} } \right)^2}\\
 = 2.\left( {M{H^2} + 2\overrightarrow {MH} .\overrightarrow {HA}  + H{A^2}} \right) + \left( {M{H^2} + 2.\overrightarrow {MH} .\overrightarrow {HB}  + H{B^2}} \right)\\
 = 3M{H^2} + 2H{A^2} + H{B^2} + 2\overrightarrow {MH} \left( {2\overrightarrow {HA}  + \overrightarrow {HB} } \right)\\
 = 3M{H^2} + 2H{A^2} + H{B^2}\left( {do\,\,2.\overrightarrow {HA}  + \overrightarrow {HB}  = \overrightarrow 0 } \right)
\end{array}\)

Ta có \(\overrightarrow {HA}  = \left( { - 2;0; - 2} \right);\overrightarrow {HB}  = \left( {4;0;4} \right) \Rightarrow H{A^2} = 8;H{B^2} = 32\) nên \(2M{A^2} + M{B^2} = 3M{H^2} + 2.8 + 32 = 3M{H^2} + 48\)

Từ đó \(2M{A^2} + M{B^2}\) lớn nhất khi \(MH^2\) lớn nhất hay MH lớn nhất.

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

Ta có \(M{H_{\max }} = HI + R = \sqrt {4 + 1 + 4}  + 2 = 5\).

Như vậy \(2M{A^2} + M{B^2}\) đạt GTLN là \(3M{H^2} + 48 = 3.25 + 48 = 123\).

 

CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1: Trắc nghiệm

Cho hình H là đa giác đều có 24 đỉnh. Chọn ngẫu nhiên 4 đỉnh của H. Tính xác suất sao cho 4 đỉnh được chọn tạo thành một hình chữ nhật nhưng không phải hình vuông.

Xem lời giải » 2 năm trước 42
Câu 2: Trắc nghiệm

Cho a là số thực dương bất kì khác 1. Tính \(S = {\log _a}\left( {{a^3}\sqrt[4]{a}} \right)\).

Xem lời giải » 2 năm trước 42
Câu 3: Trắc nghiệm

Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng \(\left( P \right):x + 2y - 2z - 6 = 0\) và \(\left( Q \right):x + 2y - 2z + 3 = 0\). Khoảng cách giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 41
Câu 4: Trắc nghiệm

Xét hai số thực a, b dương khác 1. Mệnh đề nào sau đây đúng?

Xem lời giải » 2 năm trước 41
Câu 5: Trắc nghiệm

Trong không gian Oxyz, phương trình của mặt phẳng (P) đi qua điểm B(2;1;-3), đồng thời vuông góc với hai mặt phẳng \(\left( Q \right):x + y + 3z = 0,\left( R \right):2x - y + z = 0\) là:

Xem lời giải » 2 năm trước 41
Câu 6: Trắc nghiệm

Đồ thị hàm số \(y = \frac{{x + 1}}{{4x - 1}}\) có đường tiệm cận ngang là đường thẳng nào sau đây?

Xem lời giải » 2 năm trước 40
Câu 7: Trắc nghiệm

Trong không gian Oxyz, cho điểm \(A\left( { - 4;0;1} \right)\) và mặt phẳng \(\left( P \right):x - 2y - z + 4 = 0\). Mặt phẳng (Q) đi qua điểm A và song song với mặt phẳng (P) có phương trình là

Xem lời giải » 2 năm trước 39
Câu 8: Trắc nghiệm

Đường cong trong hình vẽ sau đây là đồ thị của hàm số nào?

 

Xem lời giải » 2 năm trước 39
Câu 9: Trắc nghiệm

Biết bất phương trình \({\log _5}\left( {{5^x} - 1} \right).{\log _{25}}\left( {{5^{x + 1}} - 5} \right) \le 1\) có tập nghiệm là đoạn [a;b]. Giá trị của \(a+b\) bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 39
Câu 10: Trắc nghiệm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho \(\overrightarrow a  = \overrightarrow i  + 3\overrightarrow j  - 2\overrightarrow k \). Tọa độ của vectơ \(\overrightarrow a \) là

Xem lời giải » 2 năm trước 39
Câu 11: Trắc nghiệm

Tìm nghiệm của phương trình \({\log _2}\left( {x - 5} \right) = 4\).

Xem lời giải » 2 năm trước 38
Câu 12: Trắc nghiệm

Từ các chữ số 1; 5; 6; 7 có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên có 4 chữ số đôi một khác nhau?

Xem lời giải » 2 năm trước 37
Câu 13: Trắc nghiệm

Hình nón có diện tích xung quanh bằng 24π và bán kính đường tròn đáy bằng 3. Đường sinh của hình nón có độ dài bằng:

Xem lời giải » 2 năm trước 36
Câu 14: Trắc nghiệm

Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( P \right):2x - y + z + 4 = 0\). Khi đó mặt phẳng (P) có một vectơ pháp tuyến là

Xem lời giải » 2 năm trước 36
Câu 15: Trắc nghiệm

Cho một hình trụ có chiều cao bằng 2 và bán kính đáy bằng 3. Thể tích khối trụ đã cho bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 36

📝 Đề thi liên quan

Xem thêm »
Xem thêm »

❓ Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »