Đáp án đúng là: A
d1 đi qua điểm A(1;1;1) có VTCP → u1=(2;1;−2).
d2 đi qua điểm B(3;-1;2) có VTCP → u2=(1;2;2).
d3 đi qua điểm C(4;4;1) có VTCP →u3=(2;−2;1).
Ta có: →u1.→u2=0, →u2.→u3=0, →u3.→u1=0⇒(d1),(d2),(d3) đôi một vuông góc với nhau.
[→u1; →u2].→AB≠0,[→u2; →u3].→BC≠0,[→u3,→u1].→CA≠0⇒(d1),(d2),(d3) đôi một chéo nhau.
Lại có: →AB=(2;−2;1);→AB.→ u1=0 và →AB. →u2=0 nên (d1),(d2),(d3) chứa 3 cạnh của hình hộp chữ nhật như hình vẽ.
Vì mặt cầu tâm I(a;b;c) tiếp xúc với 3 đường thẳng (d1),(d2),(d3) nên bán kính
R=d(I,d1)=d(I,d2)=d(I,d3)⇔R2=d2(I,d1)=d2(I,d2)=d2(I,d3)
⇔R2=(|[→AI,→u1]||→u1|)2=(|[→BI,→u2]||→u2|)2=(|[→CI,→u3]||¯u3|)2, ta thấy |→u1|2=|→u2|2=|→u3|2=9 và
→AI=(a−1;b−1;c−1),[→AI,→u1]=(−2b−c+3;2a+2c−4;a−2b+1).
→BI=(a−3;b+1;c−2), [→BI,→u2]=(2b−2c+6;−2a+c+4;2a−b−7).
→CI=(a−4;b−4;c−1),[→CI,→u3]=(b+2c−6;−a+2c+2;−2a−2b+16).
9R2=|[→AI,→u1]|2=|[→BI,→u2]|2=|[→CI,→u3]|2⇒27R2=|[→AI,→u1]|2+|[→BI,→u2]|2+|[→CI,→u3]|2
=18(a2+b2+c2)−126a−54b−54c+423
=18(a−72)2+18(b−32)2+18(c−32)2+2432≥2432
⇒Rmin=3√22≈2,12 khi a=72, b=32, c=32.
Tổng S=a+2b+3c=11.