Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng \(\left( P \right):x - 2y + 2z - 2 = 0\) và điểm \(I\left( { - 1;2; - 1} \right)\). Viết phương trình mặt cầu \(\left( S \right)\) có tâm và cắt mặt phẳng \(\left( P \right)\) theo giao tuyến là đường tròn có bán kính bằng 5.

B. \(\left( S \right):{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z + 1} \right)^2} = 16\)

D. \(\left( S \right):{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z + 1} \right)^2} = 34\)

Đáp án D

Phương pháp:

\({R^2} + {r^2} + {d^2}\) với

R: bán kính khối cầu

r: bán kính đường tròn giao tuyến

\(d = d\left( {I;\left( P \right)} \right)\)

Cách giải:

Gọi r là bán kính đường tròn giao tuyến ta có \(r = 5\)

Ta có: \(d = d\left( {I;\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| { - 1 - 4 - 2 - 2} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {2^2}} }} = 3\)

Gọi R là bán kính mặt cầu, áp dụng định lí Pytago ta có: \(R = \sqrt {{r^2} + {d^2}} = \sqrt {34} \)

Do đó phương trình mặt cầu là \(\left( S \right):{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z + 1} \right)^2} = 34\)