Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt cầu \((S)\colon(x-2)^2+(y-3)^2+(z-5)^2=100\) và điểm \(M(-3;3;-3)\) nằm trên mặt phẳng \((\alpha)\colon2x-2y+z+15=0\). Đường thẳng \(\Delta\) nằm trên mặt phẳng \((\alpha)\), đi qua \(M\) và cắt mặt cầu \((S)\) tại hai điểm \(A,\,B\) sao cho đoạn thẳng \(AB\) có độ dài lớn nhất. Viết phương trình đường thẳng \(\Delta\).
\(\dfrac{x+3}{1}=\dfrac{y-3}{1}=\dfrac{z+3}{3}\) | |
\(\dfrac{x+3}{16}=\dfrac{y-3}{11}=\dfrac{z+3}{-10}\) | |
\(\dfrac{x+3}{5}=\dfrac{y-3}{1}=\dfrac{z+3}{8}\) | |
\(\dfrac{x+3}{1}=\dfrac{y-3}{4}=\dfrac{z+3}{6}\) |
Chọn phương án D.
Ta có:
Vì \(d\left(I,(\alpha)\right)=\dfrac{\left|2\cdot2-2\cdot3+5+15\right|}{\sqrt{2^2+(-2)^2+1^2}}=6< R\) nên \((\alpha)\) cắt \((S)\) theo giao tuyến là đường tròn \((\mathscr{C})\) tâm \(H\).
Gọi \(d\) là đường thẳng đi qua \(I(2;3;5)\) và vuông góc với \((\alpha)\). Suy ra \(d\) nhận \(\vec{n}\) làm vectơ chỉ phương. Do đó, \(d\colon\begin{cases}x=2+2t\\ y=3-2t\\ z=5+t\end{cases}\).
Khi đó, vì \((\mathscr{C})=(\alpha)\cap(S)\) nên \(H=d\cap(\alpha)\).
Thay \(x=2+2t\), \(y=3-2t\), \(z=5+t\) vào phương trình \(2x-2y+z+15=0\) ta tìm được \(t=-2\). Suy ra \(H(-2;7;3)\).
Ta có \(\begin{cases}
\Delta\in(\alpha)\\
(\alpha)\cap(S)=(\mathscr{C})
\end{cases}\).
Vậy, để \(\Delta\) cắt \((S)\) tại hai điểm \(A,\,B\) thì \(A,\,B\in(\mathscr{C})\).
Khi đó, để đoạn thẳng \(AB\) có độ dài lớn nhất thì \(AB\) phải là đường kính, tức là \(\Delta\) đi qua \(M\) và \(H\).
Do đó, vì \(\Delta\) đi qua \(M(-3;3;-3)\) và nhận \(\overrightarrow{MH}=(1;4;6)\) làm vectơ chỉ phương nên có phương trình là $$\dfrac{x+3}{1}=\dfrac{y-3}{4}=\dfrac{z+3}{6}.$$