Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm M(1;-2;3), N(- 1;0;1) và mặt phẳng (P): x + y + z + 4 = 0. Viết phương trình mặt cầu (S) có bán kính bằng \(\frac{MN}{6}\), tâm nằm trên đường thẳng MN và (S) tiếp xúc với (P).
Ta có: \(\overline{MN}=(-2;2;-2)\) nên phương trình đường thẳng MN là \(\left\{\begin{matrix} x=1-t\\ y=-2+t\\ z=3-t \end{matrix}\right. \ \(t\in R )\)
Mặt cầu (S) có bán kính \(R=\frac{MN}{6}=\frac{1}{\sqrt{3}}\) có tâm \(I\in MN\Rightarrow I(1-t;-2+t;3-t)\)
(S) tiếp xúc với (P) nên \(d(I;(P))=R\Leftrightarrow \frac{\left | 1-t-2+t+3-t+4 \right |}{\sqrt{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
\(\Leftrightarrow \bigg \lbrack\begin{matrix} t=7\\ t=5 \end{matrix}\) Với \(t = 7 \Rightarrow I(-6;5;-4)\), phương trình \((S): (x+6)^2+(y-5)^2+(z+4)^2=\frac{1}{3}\) Với \(t = 5 \Rightarrow I(-4;3;-2)\), phương trình \((S): (x+4)^2+(y-3)^2+(z+2)^2=\frac{1}{3}\)