Câu hỏi: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm P, Q, R lần lượt di động trên ba trục tọa độ Ox, Oy, Oz (không trùng với gốc tọa độ O) sao cho . Biết mặt phẳng luôn tiếp xúc với mặt cầu cố định. Đường thẳng d thay đổi nhưng luôn đi qua và cắt tại hai điểm A, B phân biệt. Diện tích lớn nhất của tam giác AOB là
A. .
B. .
C. .
D. .
Gọi H là hình chiếu vuông góc của điểm O trên mặt phẳng .
Dễ thấy hay hay .
Khi đó suy ra mặt phẳng luôn tiếp xúc với mặt cầu tâm O, bán kính .
Ta có nên điểm M nằm trong mặt cầu .
Gọi I là trung điểm của AB, do tam giác OAB cân tại O nên .
Đặt , vì nên và .
Ta có .
Xét hàm số với .
Có ,
.
Suy ra diện tích của tam giác OAB lớn nhất bằng đạt được khi M là trung điểm của AB.
Cách khác: với .
A.
B.
C.
D.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của điểm O trên mặt phẳng
Dễ thấy
Khi đó suy ra mặt phẳng
Ta có
Gọi I là trung điểm của AB, do tam giác OAB cân tại O nên
Đặt
Ta có
Xét hàm số
Có
Suy ra diện tích của tam giác OAB lớn nhất bằng
Cách khác:
Đáp án D.