Cách lập phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện - Toán 12
Phương trình mặt cầu - Từ điển Toán 12 Cách lập phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện - Toán 12
Cách lập phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện
1. Cách lập phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện
2. Ví dụ minh hoạ
3. Bài tập vận dụng
1. Cách lập phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện
Trong không gian Oxyz, cho tứ diện ABCD.
Để lập phương trình mặt cầu đi ngoại tiếp tứ diện ABCD, ta thực hiện:
Bước 1: Gọi I(a; b; c) là tâm mặt cầu.
Bước 2: Giải hệ phương trình
\(\left\{ \begin{array}{l}IA = IB\\IA = IC\\IA = ID\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {{x_A} - a} \right)^2} + {\left( {{y_A} - b} \right)^2} + {\left( {{z_A} - c} \right)^2} = {\left( {{x_B} - a} \right)^2} + {\left( {{y_B} - b} \right)^2} + {\left( {{z_B} - c} \right)^2}\\{\left( {{x_A} - a} \right)^2} + {\left( {{y_A} - b} \right)^2} + {\left( {{z_A} - c} \right)^2} = {\left( {{x_C} - a} \right)^2} + {\left( {{y_C} - b} \right)^2} + {\left( {{z_C} - c} \right)^2}\\{\left( {{x_A} - a} \right)^2} + {\left( {{y_A} - b} \right)^2} + {\left( {{z_A} - c} \right)^2} = {\left( {{x_D} - a} \right)^2} + {\left( {{y_D} - b} \right)^2} + {\left( {{z_D} - c} \right)^2}\end{array} \right.\)
tìm a, b, c.
Bước 3: Lập phương trình mặt cầu tâm I(a;b;c), bán kính \(R = IA = \sqrt {{{\left( {{x_A} - a} \right)}^2} + {{\left( {{y_A} - b} \right)}^2} + {{\left( {{z_A} - c} \right)}^2}} \).
2. Ví dụ minh hoạ
Viết phương trình mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD với các đỉnh A(6;-2;3), B(0;1;6), C(2;0;-1), D(4;1;0).
Giải:
Gọi I(a; b; c) là tâm mặt cầu.
Vì IA = IB = IC = ID nên ta có hệ:
\(\left\{ \begin{array}{l}IA = IB\\IA = IC\\IA = ID\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {6 - a} \right)^2} + {\left( { - 2 - b} \right)^2} + {\left( {3 - c} \right)^2} = {\left( {0 - a} \right)^2} + {\left( {1 - b} \right)^2} + {\left( {6 - c} \right)^2}\\{\left( {6 - a} \right)^2} + {\left( { - 2 - b} \right)^2} + {\left( {3 - c} \right)^2} = {\left( {2 - a} \right)^2} + {\left( {0 - b} \right)^2} + {\left( { - 1 - c} \right)^2}\\{\left( {6 - a} \right)^2} + {\left( { - 2 - b} \right)^2} + {\left( {3 - c} \right)^2} = {\left( {4 - a} \right)^2} + {\left( {1 - b} \right)^2} + {\left( {0 - c} \right)^2}\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 12a + 6b + 6c = - 12\\ - 8a + 4b - 8c = - 44\\ - 4a + 6b - 6c = - 32\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 2\\b = - 1\\c = 3\end{array} \right.\).
Khi đó I(2; -1; 3) và \(R = IA = \sqrt {{{\left( {6 - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 2 + 1} \right)}^2} + {{\left( {3 - 3} \right)}^2}} = \sqrt {17} \).
Phương trình mặt cầu cần tìm là \({\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {\left( {z - 3} \right)^2} = 17\).
3. Bài tập vận dụng
Luyện trắc nghiệm Toán lớp 1 Lớp LOP12
Học đi đôi với hành! Làm ngay các bộ đề trắc nghiệm chấm điểm tức thì, có đáp án chi tiết giúp ghi nhớ kiến thức sâu và chuẩn bị tốt cho các bài kiểm tra.
Học tập & ôn luyện trên ứng dụng Tri Thức Hub
Tải ứng dụng Tri Thức Hub trên điện thoại hoặc máy tính bảng (hỗ trợ Android & iOS) để làm bài kiểm tra, luyện tập và lưu tiến độ học tập!
