TopStudy

Toán · Lớp 12

Đề kiểm tra Phương trình mặt cầu lớp 12 (có lời giải) - Đề 3

22 câu · 33 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm
Tâm của mặt cầu (S):(x−1)2+(y−3)2+(z+1)2=9(S):{(x - 1)^2} + {\left( {y - 3} \right)^2} + {(z + 1)^2} = 9 có tọa độ là:
  1. Đáp án A: (−1;−3;1)\left( { - 1; - 3;1} \right).
  2. Đáp án B: (1;3;−1)\left( {1;3; - 1} \right).
  3. Đáp án C: (1;−3;1)\left( {1; - 3;1} \right).
  4. Đáp án D: (−1;3;−1)\left( { - 1;3; - 1} \right).
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Từ phương trình, ta thấy mặt cầu có tâm I(1;3;−1)I\left( {1;3; - 1} \right). Chọn B.

Câu 2

1 điểm
Bán kính của mặt cầu (S):(x+2)2+(y−5)2+(z+3)2=16(S):{(x + 2)^2} + {\left( {y - 5} \right)^2} + {(z + 3)^2} = 16 bằng:
  1. Đáp án A: 16.
  2. Đáp án B: 8.
  3. Đáp án C: 32.
  4. Đáp án D: 4.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Từ phương trình, ta thấy mặt cầu có bán kínhR=16=4R = \sqrt {16} = 4.Chọn D.

Câu 3

1 điểm
Mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm I(−3;1;7)I\left( { - 3;1;7} \right), bán kính 5 có phương trình là:
  1. Đáp án A: (x−3)2+(y+1)2+(z+7)2=5{(x - 3)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z + 7)^2} = 5.
  2. Đáp án B: (x−3)2+(y+1)2+(z+7)2=25{(x - 3)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z + 7)^2} = 25.
  3. Đáp án C: (x+3)2+(y−1)2+(z−7)2=25{(x + 3)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 7)^2} = 25.
  4. Đáp án D: (x+3)2+(y−1)2+(z−7)2=5{(x + 3)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 7)^2} = 5.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Mặt cầu tâm I(a;b;c)I\left( {a;b;c} \right), bán kính RR có phương trình là (x−a)2+(y−b)2+(z−c)2=R2{(x - a)^2} + {\left( {y - b} \right)^2} + {(z - c)^2} = {R^2}.

Vậy mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm I(−3;1;7)I\left( { - 3;1;7} \right), bán kính 5 có phương trình là:(x+3)2+(y−1)2+(z−7)2=25{(x + 3)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 7)^2} = 25. Chọn C

Câu 4

1 điểm
Cho mặt cầu có phương trình (x−2)2+(y+3)2+(z−4)2=36{(x - 2)^2} + {\left( {y + 3} \right)^2} + {(z - 4)^2} = 36. ĐiểmA(4;−3;2)A\left( {4; - 3;2} \right) nằm trong, nằm ngoài hay nằm trên mặt cầu đó?
  1. Đáp án A: AA nằm trong mặt cầu.
  2. Đáp án B: AA nằm trên mặt cầu.
  3. Đáp án C: AA nằm ngoài mặt cầu.
  4. Đáp án D: AA nằm trong mặt cầu và là tâm mặt cầu
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Mặt cầu (x−2)2+(y+3)2+(z−4)2=36{(x - 2)^2} + {\left( {y + 3} \right)^2} + {(z - 4)^2} = 36 có tâm I(2;−3;4)I\left( {2; - 3;4} \right) và bán kính R=6R = 6.

IA→=(2;0;−2)⇒IA=22+02+(−2)2=22<R\overrightarrow {IA} = \left( {2;0; - 2} \right) \Rightarrow IA = \sqrt {{2^2} + {0^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} = 2\sqrt 2 < R.

Vậy điểm AA nằm trong mặt cầu và không phải tâm mặt cầu. Chọn A.

Câu 5

1 điểm
Mặt cầu tâm I(5;−1;3)I\left( {5; - 1;3} \right), qua điểm M(1;2;−7)M\left( {1;2; - 7} \right) có phương trình là:
  1. Đáp án A: (x+5)2+(y−1)2+(z+3)2=125{(x + 5)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z + 3)^2} = 125.
  2. Đáp án B: (x−5)2+(y+1)2+(z−3)2=125{(x - 5)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z - 3)^2} = 125.
  3. Đáp án C: (x−5)2+(y−1)2+(z−3)2=25{(x - 5)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 3)^2} = 25.
  4. Đáp án D: (x+5)2+(y+1)2+(z+3)2=100{(x + 5)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z + 3)^2} = 100.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Mặt cầu tâm I(5;−1;3)I\left( {5; - 1;3} \right), qua điểm M(1;2;−7)M\left( {1;2; - 7} \right) thì có bán kínhR=IM=(−4)2+32+(−10)2=125R = IM = \sqrt {{{\left( { - 4} \right)}^2} + {3^2} + {{\left( { - 10} \right)}^2}} = \sqrt {125}.

Vậy mặt cầu có phương trình là (x−5)2+(y+1)2+(z−3)2=125{(x - 5)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z - 3)^2} = 125. Chọn B.

Câu 6

1 điểm
Mặt cầu (S)\left( S \right) đường kính CDCD với C(7;0;3),D(−1;2;5)C\left( {7;0;3} \right),D\left( { - 1;2;5} \right) có phương trình là:
  1. Đáp án A: (x+3)2+(y+1)2+(z+4)2=18{(x + 3)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z + 4)^2} = 18.
  2. Đáp án B: (x−4)2+(y+1)2+(z−3)2=36{(x - 4)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {(z - 3)^2} = 36.
  3. Đáp án C: (x−3)2+(y−1)2+(z−4)2=18{(x - 3)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 4)^2} = \sqrt {18}.
  4. Đáp án D: (x−3)2+(y−1)2+(z−4)2=18{(x - 3)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {(z - 4)^2} = 18.
Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,phương trình nào sau đây là phương trình mặt cầu?
  1. Đáp án A: x2+y2+z2=0.{x^2} + {y^2} + {z^2} = 0.
  2. Đáp án B: x2+y2+z2−2x+4y+10=0.{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y + 10 = 0.
  3. Đáp án C: x2+y2+2z2+2x+4z−10=0.{x^2} + {y^2} + 2{z^2} + 2x + 4z - 10 = 0.
  4. Đáp án D: x2+y2+z2+2x+4z−1=0.{x^2} + {y^2} + {z^2} + 2x + 4z - 1 = 0.
Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,cho mặt cầu (S)\left( S \right) có phương trình x2+y2+z2=4.{x^2} + {y^2} + {z^2} = 4.Điểm có tọa độ nào sau đây nằm ngoài mặt cầu?
  1. Đáp án A: M(1;1;2).M\left( {1;1;2} \right).
  2. Đáp án B: N(1;1;1).N\left( {1;1;1} \right).
  3. Đáp án C: P(−1;1;0).P\left( { - 1;1;0} \right).
  4. Đáp án D: Q(0;0;2).Q\left( {0;0;2} \right).
Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,tìm tất cả các giá trị thực của tham số mm để bán kính mặt cầu có phương trình x2+y2+z2−4mx+4y+2mz+m2+4m=0{x^2} + {y^2} + {z^2} - 4mx + 4y + 2mz + {m^2} + 4m = 0 đạt giá trị nhỏ nhất.
  1. Đáp án A: m=32.m = \frac{3}{2}.
  2. Đáp án B: m=−12.m = \frac{{ - 1}}{2}.
  3. Đáp án C: m=12.m = \frac{1}{2}.
  4. Đáp án D: m=−32.m = \frac{{ - 3}}{2}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 10

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,lập phương trình mặt cầu có tâm I(1;1;1)I\left( {1;1;1} \right) và tiếp xúc với mặt phẳng (P):2x+y+2z+1=0.\left( P \right):2x + y + 2z + 1 = 0.
  1. Đáp án A: (x−1)2+(y−1)2+(z−1)2=1.{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 1.
  2. Đáp án B: (x−1)2+(y−1)2+(z−1)2=4.{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 4.
  3. Đáp án C: (x+1)2+(y+1)2+(z+1)2=4.{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y + 1} \right)^2} + {\left( {z + 1} \right)^2} = 4.
  4. Đáp án D: (x−1)2+(y−1)2+(z−1)2=2.{(x-1)}^{2}+{(y-1)}^{2}+{(z-1)}^{2}=2.
Xem đáp án và lời giải

Câu 11

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,phương trình mặt cầu đi qua hai điểm A(3;−1;2),B(1;1;−2)A\left( {3; - 1;2} \right),B\left( {1;1; - 2} \right) và có tâm thuộc trục OzOz là
  1. Đáp án A: x2+y2+(z+1)2=11.{x^2} + {y^2} + {\left( {z + 1} \right)^2} = 11.
  2. Đáp án B: x2+y2+(z−1)2=11.{x^2} + {y^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 11.
  3. Đáp án C: x2+y2+(z+2)2=11.{x^2} + {y^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 11.
  4. Đáp án D: x2+y2+(z−1)2=12.{x^2} + {y^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 12.
Xem đáp án và lời giải

Câu 12

1 điểm
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,Oxyz,tính diện tích SS của mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm I(1;2;0),I\left( {1;2;0} \right), biết giao tuyến của mặt cầu (S)\left( S \right) và mặt phẳng (P):x+2y+2z+1=0\left( P \right):x + 2y + 2z + 1 = 0 là đường tròn có chu vi bằng 3π2.\frac{{3\pi }}{2}.
  1. Đáp án A: S=146π.S = 146\pi .
  2. Đáp án B: S=73π16.S = \frac{{73\pi }}{{16}}.
  3. Đáp án C: S=73π4.S = \frac{{73\pi }}{4}.
  4. Đáp án D: S=73π.S = 73\pi .
Xem đáp án và lời giải

Phần II. Trắc nghiệm đúng sai

Câu 13

1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ OxyzOxyz(đơn vị trên mỗi trục là mét), tháp hải đăng Mũi Điện - Phú Yên (là nơi đón ánh bình minh đầu tiên trên đất liền Tổ Quốc), chân tháp được đặt vuông góc với mặt đất (chiều từ chân tháp lên đỉnh tháp cùng hướng với chiều dương của trục OzOz) ở vị trí điểm A(12.040.271 ; 1.418.620 ; 84)A\left( {12.040.271\,;\,1.418.620\,;\,84} \right). Ngọn đèn của hải đăng được đặt trên đỉnh của tháp hải đăng hình trụ cao 26 m so với mặt đất và sử dụng pin năng lượng mặt trời, có thể phát tín hiệu ánh sáng xa khoảng 27 hải lý tương đương 50 km.

Hình minh hoạ

  • Ý a: Mặt cầu mô tả ranh giới vùng phủ sáng trên biển của hải đăng có tâm I(12.040.271 ; 1.418.620 ; 110)I\left( {12.040.271\,;\,1.418.620\,;\,110} \right) bán kính R=50000 (m).R = 50000\,\left( m \right).
  • Ý b: Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới vùng phủ sáng trên biển của hải đăng là (S)\left( S \right):(x−12.040.271)2+(y−1.418.620)2+(z−84)2=50.0002{\left( {x - 12.040.271} \right)^2} + {\left( {y - 1.418.620} \right)^2} + {\left( {z - 84} \right)^2} = {50.000^2} .
  • Ý c: Người đi biển ở trên Cù lao Mái nhà tại vị trí B(12.026.000 ; 1.461.000 ; 0)B\left( {12.026.000\,;\,1.461.000\,;\,0} \right)nhìn thấy ánh đèn của ngọn hải đăng.
  • Ý d: Điểm cực đông của mũi Điện là điểm C(12.040.452 ; 1.418.462 ; 0)C\left( {12.040.452\,;\,1.418.462\,;\,0} \right). Từ điểm CC một chiếc tàu di chuyển trên mặt biển (mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right)) theo hướng của vectơ đơn vị i→\overrightarrow i , để vẫn nhìn thấy ánh đèn của hải đăng thì khoảng cách tối đa tàu di chuyển là 50.00050.000 mét .
Xem đáp án và lời giải

Câu 14

1 điểm

Xét tính đúng sai của các mệnh đề sau:

Trong không gian (Oxyz)\left( {Oxyz} \right), cho mặt cầu (S)\left( S \right):(x−1)2+(y−1)2+(z+2)2=4{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z + 2} \right)^2} = 4.

  • Ý a: Mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm I (−1 ; −1 ; 2)I\,\left( { - 1\,;\, - 1\,;\,2} \right).
  • Ý b: Mặt cầu (S)\left( S \right) có bán kính bằng 4.
  • Ý c: Mặt cầu (C):x2+y2+z2−2x+4y−4z−25=0\left( C \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y - 4z - 25 = 0 có bán kính lớn hơn bán kính của mặt cầu (S)\left( S \right).
  • Ý d: Giao tuyến của mặt phẳng (α):2x+y−z−1=0\left( \alpha \right):2x + y - z - 1 = 0 và mặt cầu (S)\left( S \right) là đường tròn có bán kính bằng 33\frac{{\sqrt 3 }}{3}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 15

1 điểm
Cho (S1):x2+y2+z2−2x−6y−4z−11=0\left( {{S_1}} \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 6y - 4z - 11 = 0, (S2):x2+y2+z2−2x+4y−2z−3=0\left( {{S_2}} \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x + 4y - 2z - 3 = 0 cắt nhau theo giao tuyến là đường tròn (C)\left( C \right). Gọi I1,I2{I_1},{I_2} lần lượt là tâm của mặt cầu (S1),(S2)\left( {{S_1}} \right),\left( {{S_2}} \right).
  • Ý a: Mặt cầu (S1)\left( {{S_1}} \right) có tâm I1(1;3;2){I_1}\left( {1;3;2} \right) bán kính R=25R = 25.
  • Ý b: Độ lớn đoạn thẳng I1I2=26{I_1}{I_2} = \sqrt {26}.
  • Ý c: Phương trình mặt phẳng chứa đường tròn (C)\left( C \right) có phương trình là: (P):5y+z+4=0\left( P \right):5y + z + 4 = 0.
  • Ý d: Lấy điểm A∈(C)A \in \left( C \right)thuộc đường tròn (C)\left( C \right) khi đó SΔAI1I2=209{S_{\Delta A{I_1}{I_2}}} = \sqrt {209}
Xem đáp án và lời giải

Câu 16

1 điểm
Trong không gian OxyzOxyz, cho mặt cầu (S):x2+y2+z2−2x−4y−6z−11=0\left( S \right):{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2x - 4y - 6z - 11 = 0.
  • Ý a: Mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm là I(1;2;3)I\left( {1;2;3} \right) và bán kính R=25R = 25.
  • Ý b: Mặt phẳng (Q)\left( Q \right) tiếp xúc với mặt cầu (S)\left( S \right) tại điểm A(1;2;8)A\left( {1;2;8} \right) thì (Q)\left( Q \right) có phương trình z−8=0z - 8 = 0.
  • Ý c: Mặt cầu (S)\left( S \right) cắt mặt phẳng (P):x+y+z−3=0\left( P \right):x + y + z - 3 = 0 theo giao tuyến là đường tròn có bán kính 22\sqrt {22}.
  • Ý d: Trên bề mặt của (S)\left( S \right) có 288 điểm nguyên (điểm có hoành độ, tung độ, cao độ đều là số nguyên).
Xem đáp án và lời giải

Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 17

1 điểm
Trong không gian cho mặt cầu (S)\left( S \right) có phương trình x2+y2+z2−2y+4z−4=0{x^2} + {y^2} + {z^2} - 2y + 4z - 4 = 0. Thể tích của khối cầu (S)\left( S \right) bằng ??
Xem đáp án và lời giải

Câu 18

1 điểm
Trong không gian OxyzOxyz, cho điểm A(1;4;3).A\left( {1;4;3} \right). Phương trình mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm AA và cắt trục OxOx tại BB, CC sao cho BC=6BC = 6 có bán kính bằng ??
Xem đáp án và lời giải

Câu 19

1 điểm

Trong không gian OxyzOxyz, cho hai đường thẳng d1:x+12=y−3−1=z+21{d_1}:\frac{{x + 1}}{2} = \frac{{y - 3}}{{ - 1}} = \frac{{z + 2}}{1};

d2:x−1−1=y−21=z+22.{d_2}:\frac{{x - 1}}{{ - 1}} = \frac{{y - 2}}{1} = \frac{{z + 2}}{2}. Mặt cầu (S)\left( S \right) tiếp xúc với d1{d_1} tại điểm có hoành độ bằng 11 và có tâm nằm trên đường thẳng d2.{d_2}.Phương trình mặt cầu (S)\left( S \right) có dạng

(S):(x−a)2+(y−b)2+(x−c)2=R2\left( S \right):{\left( {x - a} \right)^2} + {\left( {y - b} \right)^2} + {\left( {x - c} \right)^2} = {R^2} khi đó a+2b+3ca + 2b + 3c bằng \(?\

Xem đáp án và lời giải

Câu 20

1 điểm
Trong không gian Oxyz{\rm{O}}xyz, cho hai điểm A(3;−2;5),B(−1;6;−3)A\left( {3; - 2;5} \right),B\left( { - 1;6; - 3} \right). Mặt cầu đường kính ABAB có dạng (x−a)2+(y−b)2+(z−c)2=R2{\left( {x - a} \right)^2} + {\left( {y - b} \right)^2} + {\left( {z - c} \right)^2} = {R^2}. Giá trị của biểu thức P=a+b+c+RP = a + b + c + R bằng bao nhiêu?
Xem đáp án và lời giải

Câu 21

1 điểm
Trong không gian Oxyz{\rm{O}}xyz, cho điểm M(1;−2;−3)M\left( {1; - 2; - 3} \right). Gọi II là hình chiếu vuông góc của điểm MM trên mặt phẳng (Oxy)\left( {{\rm{O}}xy} \right). Bán kính của mặt cầu có tâm II và đi qua điểm MM là bao nhiêu?
Xem đáp án và lời giải

Câu 22

1 điểm
Trong không gian Oxyz{\rm{O}}xyz, cho mặt cầu (S):(x−2)2+(y−1)2+(z−1)2=9\left( S \right):{\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 9 và điểm M(x0;y0;z0)M\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right) thuộc mặt cầu (S)\left( S \right). Khi biểu thức P=x0+2y0+2z0P = {x_0} + 2{y_0} + 2{z_0} đạt giá trị nhỏ nhất thì giá trị x0+y0+z0{x_0} + {y_0} + {z_0} bằng bao nhiêu?
Xem đáp án và lời giải

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Phương trình mặt cầu · Các bộ sách Toán Lớp 12