Câu hỏi: Trong không gian , cho các điểm lần lượt nằm trên các tia . Gọi theo thứ tự là hình chiếu vuông góc của gốc tọa độ trên các cạnh và . Mặt cầu đi qua các điểm có tâm . Khi đó mặt cầu đi qua 5 điểm với có phương trình là
A. .
B. .
C. .
D. .
A.
B.
C.
D.
Gọi là trung điểm của và D là điểm đối xứng với điểm qua .
Khi đó OADB là hình chữ nhật.
Do .
Mà , do đó hay tam giác vuông tại M.
Suy ra M nhìn OD dưới 1 góc vuông.
Suy ra là tâm mặt cầu đi qua 5 điểm . Do đó .
Mà là trung điểm của nên ta có .
Dựng đường thẳng qua vuông góc với và dựng đường thẳng trong mặt phẳng là đường trung trực của đoạn thẳng . Khi đó giao điểm của và là tâm của mặt cầu đi qua 4 điểm .
Suy ra , bán kính mặt cầu là
Mặt khác điểm thuộc mặt cầu nên ta có:
.
Do đó , bán kính mặt cầu là .
Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là: .
Khi đó OADB là hình chữ nhật.
Do
Mà
Suy ra M nhìn OD dưới 1 góc vuông.
Suy ra
Mà
Dựng đường thẳng
Suy ra
Mặt khác điểm
Do đó
Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là:
Đáp án A.