Câu 10:
Mặt cầu $(S):~(x-2)^2+(y+3)^2+(z-1)^2=16$ có tâm là $(2,-3,1)$ và bán kính là 4.
Do đó, tâm của mặt cầu (S) có tọa độ là $(2,-3,1)$.
Đáp án đúng là: A. $(2,-3,1)$
Câu 11:
Để tính xác suất điều kiện \( P(A|B) \), ta sử dụng công thức xác suất điều kiện:
\[ P(A|B) = \frac{P(AB)}{P(B)} \]
Trong đó:
- \( P(AB) \) là xác suất của cả hai biến cố A và B xảy ra cùng lúc.
- \( P(B) \) là xác suất của biến cố B.
Theo đề bài, ta có:
- \( P(A) = 0,4 \)
- \( P(B) = 0,6 \)
- \( P(AB) = 0,2 \)
Áp dụng công thức trên, ta có:
\[ P(A|B) = \frac{P(AB)}{P(B)} = \frac{0,2}{0,6} = \frac{1}{3} \]
Vậy xác suất \( P(A|B) \) là \(\frac{1}{3}\).
Đáp án đúng là: \( A.~\frac{1}{3} \).
Câu 12:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng công thức xác suất tổng hợp. Công thức này cho phép ta tính xác suất của một biến cố A dựa trên xác suất của các biến cố con và điều kiện liên quan.
Công thức xác suất tổng hợp là:
\[ P(A) = P(B)P(A|B) + P(\overline{B})P(A|\overline{B}) \]
Trong đó:
- \( P(A|B) \) là xác suất của biến cố A xảy ra khi biết rằng biến cố B đã xảy ra.
- \( P(A|\overline{B}) \) là xác suất của biến cố A xảy ra khi biết rằng biến cố B không xảy ra.
- \( P(B) \) là xác suất của biến cố B.
- \( P(\overline{B}) \) là xác suất của biến cố B không xảy ra.
Ta thấy rằng công thức này chính xác với lựa chọn A trong các đáp án đã cho.
Do đó, khẳng định đúng là:
\[ A.~P(A)=P(B)P(A|B)+P(\overline B)P(A|\overline B). \]
Câu 1:
a) Phương trình đường thẳng $(OA)$:
Phương trình đường thẳng $(OA)$ đi qua điểm $A(1;-2;2)$ và có véctơ hướng $\overrightarrow{OA} = (1, -2, 2)$ là:
\[
\frac{x}{1} = \frac{y}{-2} = \frac{z}{2}
\]
b) Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(MNK)$:
Mặt phẳng $(MNK)$ đi qua các điểm $M$, $N$, và $K$ là hình chiếu của điểm $A$ lên các trục $Ox$, $Oy$, và $Oz$. Do đó:
- $M(1, 0, 0)$
- $N(0, -2, 0)$
- $K(0, 0, 2)$
Vectơ $\overrightarrow{MN} = (-1, -2, 0)$ và vectơ $\overrightarrow{MK} = (-1, 0, 2)$.
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(MNK)$ là tích có hướng của hai vectơ này:
\[
\overrightarrow{n} = \overrightarrow{MN} \times \overrightarrow{MK} = \begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\
-1 & -2 & 0 \\
-1 & 0 & 2
\end{vmatrix} = \mathbf{i}(-2 \cdot 2 - 0 \cdot 0) - \mathbf{j}(-1 \cdot 2 - 0 \cdot -1) + \mathbf{k}(-1 \cdot 0 - (-2) \cdot -1)
\]
\[
= \mathbf{i}(-4) - \mathbf{j}(-2) + \mathbf{k}(-2) = (-4, 2, -2)
\]
Do đó, phương trình mặt phẳng $(MNK)$ là:
\[
-4(x - 1) + 2(y + 2) - 2(z - 2) = 0
\]
\[
-4x + 4 + 2y + 4 - 2z + 4 = 0
\]
\[
-4x + 2y - 2z + 12 = 0
\]
\[
2x - y + z - 6 = 0
\]
c) Khoảng cách từ điểm $O$ đến mặt phẳng $(MNK)$:
Khoảng cách từ điểm $O(0, 0, 0)$ đến mặt phẳng $2x - y + z - 6 = 0$ là:
\[
d(O, (MNK)) = \frac{|2 \cdot 0 - 1 \cdot 0 + 1 \cdot 0 - 6|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2 + 1^2}} = \frac{|-6|}{\sqrt{4 + 1 + 1}} = \frac{6}{\sqrt{6}} = \sqrt{6}
\]
d) Mặt phẳng $(P): ax + by + cz - 1 = 0$ đi qua điểm $A(1, -2, 2)$:
Thay tọa độ điểm $A$ vào phương trình mặt phẳng $(P)$:
\[
a \cdot 1 + b \cdot (-2) + c \cdot 2 - 1 = 0
\]
\[
a - 2b + 2c - 1 = 0
\]
\[
a - 2b + 2c = 1
\]
Khoảng cách từ điểm $O$ đến mặt phẳng $(P)$ là:
\[
d(O, (P)) = \frac{|a \cdot 0 + b \cdot 0 + c \cdot 0 - 1|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}} = \frac{1}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}}
\]
Để khoảng cách này lớn nhất, ta cần $\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}$ nhỏ nhất. Điều này xảy ra khi $a^2 + b^2 + c^2$ nhỏ nhất. Ta có:
\[
a - 2b + 2c = 1
\]
Áp dụng phương pháp Lagrange để tối thiểu hóa $a^2 + b^2 + c^2$ dưới ràng buộc $a - 2b + 2c = 1$. Xét hàm:
\[
f(a, b, c) = a^2 + b^2 + c^2
\]
với ràng buộc:
\[
g(a, b, c) = a - 2b + 2c - 1 = 0
\]
Hàm Lagrange là:
\[
L(a, b, c, \lambda) = a^2 + b^2 + c^2 + \lambda (a - 2b + 2c - 1)
\]
Đạo hàm riêng và đặt chúng bằng 0:
\[
\frac{\partial L}{\partial a} = 2a + \lambda = 0 \implies \lambda = -2a
\]
\[
\frac{\partial L}{\partial b} = 2b - 2\lambda = 0 \implies \lambda = b
\]
\[
\frac{\partial L}{\partial c} = 2c + 2\lambda = 0 \implies \lambda = -c
\]
\[
\frac{\partial L}{\partial \lambda} = a - 2b + 2c - 1 = 0
\]
Từ $\lambda = -2a$, $\lambda = b$, và $\lambda = -c$, ta có:
\[
-2a = b \quad \text{và} \quad -2a = -c \implies c = 2a
\]
Thay vào ràng buộc:
\[
a - 2(-2a) + 2(2a) - 1 = 0
\]
\[
a + 4a + 4a - 1 = 0
\]
\[
9a - 1 = 0 \implies a = \frac{1}{9}
\]
\[
b = -2a = -2 \cdot \frac{1}{9} = -\frac{2}{9}
\]
\[
c = 2a = 2 \cdot \frac{1}{9} = \frac{2}{9}
\]
Vậy:
\[
a + b + c = \frac{1}{9} - \frac{2}{9} + \frac{2}{9} = \frac{1}{9}
\]
Đáp án: $\boxed{\frac{1}{9}}$
Câu 2:
a) Ta có tâm của mặt cầu (S) là trung điểm của đoạn thẳng AB. Tọa độ của tâm I là:
\[ I\left(\frac{1+3}{2}; \frac{2-2}{2}; \frac{-4+0}{2}\right) = I(2; 0; -2) \]
b) Bán kính của mặt cầu (S) là khoảng cách từ tâm I đến một trong hai đầu mút của đường kính AB. Ta tính khoảng cách IA:
\[ IA = \sqrt{(2-1)^2 + (0-2)^2 + (-2+4)^2} = \sqrt{1 + 4 + 4} = \sqrt{9} = 3 \]
Phương trình mặt cầu (S) với tâm I(2; 0; -2) và bán kính 3 là:
\[ (x-2)^2 + y^2 + (z+2)^2 = 9 \]
c) Để kiểm tra điểm M(0; 1; -5) có nằm trong mặt cầu (S) hay không, ta thay tọa độ của M vào phương trình mặt cầu (S):
\[ (0-2)^2 + 1^2 + (-5+2)^2 = 4 + 1 + 9 = 14 \]
Vì 14 > 9, nên điểm M không nằm trong mặt cầu (S).
d) Ta viết lại phương trình mặt cầu (S') dưới dạng chuẩn:
\[ x^2 + y^2 + z^2 - 2x + 4y - 6z + 5 = 0 \]
\[ (x^2 - 2x) + (y^2 + 4y) + (z^2 - 6z) = -5 \]
\[ (x-1)^2 - 1 + (y+2)^2 - 4 + (z-3)^2 - 9 = -5 \]
\[ (x-1)^2 + (y+2)^2 + (z-3)^2 - 14 = -5 \]
\[ (x-1)^2 + (y+2)^2 + (z-3)^2 = 9 \]
Tâm của mặt cầu (S') là (1, -2, 3) và bán kính là 3. Vậy mặt cầu (S') có cùng bán kính với mặt cầu (S).
Đáp số:
a) Tâm của mặt cầu (S) là I(2; 0; -2).
b) Phương trình mặt cầu (S) là \((x-2)^2 + y^2 + (z+2)^2 = 9\).
c) Điểm M(0; 1; -5) không nằm trong mặt cầu (S).
d) Mặt cầu (S') có cùng bán kính với mặt cầu (S).