Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A ( 1 ; 2 ; − 3 ) và mặt phẳng P : 2 x + 2 y − z + 9 = 0. Đường thẳng đi qua A và vuông góc với mặt phẳng Q : 3 x + 4 y − 4 z + 5 = 0 cắt mặt phẳng (P) tại B. Điểm M nằm trong mặt phẳng (P) sao cho M luôn nhìn đoạn AB dưới một góc vuông và độ dài MB lớn nhất. Độ dài MB là:
A. M B = 5
B. M B = 5 2
C. M B = 41 2
D. M B = 41
Đáp án A
Đường thẳng d qua A ( 1 ; 2 ; − 3 ) và vuông góc (Q) có phương trình x = 1 + 3 t y = 2 + 4 t z = − 3 − 4 t .
Vì B = d ∩ P ⇒ B 1 + 3 t ; 2 + 4 t ; − 3 − 4 t ∈ P ⇒ t = − 1 ⇒ B − 2 ; − 2 ; 1
Ta có M ∈ P M A ⊥ M B ⇒ M thuộc đường tròn giao tuyến của P và mặt cầu S (tâm I, đường kính AB)
Phương trình mặt cầu S là x + 1 2 2 + y 2 + z + 1 2 = 41 4 .
Và d I , P = 2. − 1 2 + 2.0 + 1 + 9 3 = 3
Khi đó B K = I B 2 − d 2 = 5 2 với K là tâm đường tròn giao tuyến của (P) và (S).
Để MB lớn nhất ⇔ MB là đường kính đường tròn giao tuyến ⇒ M B = 2 B K = 5 .