Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình \(z^2-4x+6y-2z-2=0\). Lập phương trình mặt phẳng (P) chứa trục Oy và cắt n mặt cầu (S) theo một đường tròn có bán kính \(r=2\sqrt{3}\).
\((S):x^2+y^2+z^2-4x+6y-2z-2=0\Leftrightarrow (x-2)^2+(y+3)^2+(z-1)^2=1\) \(\Rightarrow (S)\) có tâm I(2;-3;1) bán kính R = 4 ; trục Oy có VTCP \(\vec{J}=(0;1;0)\) Gọi \(\vec{n}=(a;b;c)\) là VTPT mp(P) (P) chứa Oy \(\Rightarrow \vec{n}\perp \vec{J}\Rightarrow b=0\Rightarrow \vec{n}=(a;0;c) \ \ \ (a^2+c^2eq 0)\) Phương trình mp(P) : ax + cz = 0 (P) cắt mặt cầu (S) theo đường tròn có bán kính \(r=2\sqrt{3}\) \(\Rightarrow d\left [ I,(P) \right ]=\sqrt{R^2-r^2}=2\) \(\Leftrightarrow \frac{\left | 2a+c \right |}{\sqrt{a^2+c^2}}=2\Leftrightarrow 4a^2+4ac+c^2=4a^2+4c^2\Leftrightarrow 3c^2-4ac=0\) \(\Leftrightarrow \bigg \lbrack\begin{matrix} c=0\\ 3c=4a \end{matrix}\) Vậy phương trình mp(P): x = 0 hoặc 3x + 4z = 0