Trong hệ tọa độ \(\text{O}xyz\), cho điểm \(A\left( 2;1;3 \right)\), mặt phẳng \((\alpha ):2x+2y-z-3=0\) và mặt cầu \((S):{{x}^{2}}+{{y}^{2}}+{{z}^{2}}-6x-4y-10z+2=0\). Gọi \(\De...

* Hướng dẫn giải

+ Mặt cầu (S) có tâm \(I\left( 3;2;5 \right)\) và bán kính R=6.

Ta có: \(A\in (\alpha ),IA=\sqrt{6}<R\) nên \((S)\cap (\alpha )=(C)\) và A nằm trong mặt cầu (S).

Suy ra: Mọi đường thẳng \(\Delta \) đi qua A, nằm trong mặt phẳng \((\alpha )\) đều cắt (S) tại hai điểm M,N. (M,N cũng chính là giao điểm của \(\Delta \) và (C)).

+ Vì \(d(I,\Delta )\le IA\) nên ta có: \(MN=2\sqrt{{{R}^{2}}-{{d}^{2}}(I,\Delta )}\ge 2\sqrt{{{R}^{2}}-I{{A}^{2}}}=2\sqrt{30}\).

Dấu ''='' xảy ra khi A là điểm chính giữa dây cung MN.

Vậy độ dài đoạn MN nhỏ nhất là MN bằng \(2\sqrt{30}\).