Câu 1 [234259]: [Đề thi TH THPT 2022]: Trong không gian
cho điểm
Phương trình của mặt cầu tâm
và tiếp xúc với mặt phẳng
là
cho điểm
Phương trình của mặt cầu tâm
và tiếp xúc với mặt phẳng
là A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Ta có:
Chọn D. Đáp án: D
Chọn D. Đáp án: D
Câu 2 [51840]: Trong không gian với hệ tọa độ
cho mặt cầu
Viết phương trình mặt phẳng
tiếp xúc với
tại điểm
cho mặt cầu
Viết phương trình mặt phẳng
tiếp xúc với
tại điểm
A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: B
Câu 3 [51785]: Trong không gian với hệ tọa độ
cho mặt cầu
và mặt phẳng
Biết
cắt
theo giao tuyến là đường tròn có bán kính
Tính
cho mặt cầu
và mặt phẳng
Biết
cắt
theo giao tuyến là đường tròn có bán kính
Tính
A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: B
Câu 4 [51865]: Trong không gian với hệ tọa độ
mặt cầu
có tâm
và cắt mặt phẳng
có phương trình
theo giao tuyến là một đường tròn có đường kính bằng 4. Phương trình của mặt cầu là
mặt cầu
có tâm
và cắt mặt phẳng
có phương trình
theo giao tuyến là một đường tròn có đường kính bằng 4. Phương trình của mặt cầu là A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: D
Câu 5 [58453]: Trong không gian với hệ tọa độ
viết phương trình mặt cầu
có tâm
và tiếp xúc với đường thẳng
viết phương trình mặt cầu
có tâm
và tiếp xúc với đường thẳng
A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: A
Câu 6 [51913]: Cho mặt phẳng
cắt mặt cầu
theo một đường tròn có tọa độ tâm là
cắt mặt cầu
theo một đường tròn có tọa độ tâm là A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: D
Câu 7 [579683]: [Đề mẫu HSA 2024]: Trong không gian
cho điểm
và mặt phẳng
Mặt cầu
có tâm
và cắt
theo giao tuyến là đường tròn có chu vi
Phương trình mặt cầu
là
cho điểm
và mặt phẳng
Mặt cầu
có tâm
và cắt
theo giao tuyến là đường tròn có chu vi
Phương trình mặt cầu
là A, 

B, 

C, 

D, 

Ta có chu vi đường tròn giao tuyến là 
Bán kính đường tròn giao tuyến là 
Lại có
Chọn A. Đáp án: A

Bán kính đường tròn giao tuyến là 
Lại có

Chọn A. Đáp án: A
Câu 8 [901859]: [Đề THPT QG 2017] Trong không gian với hệ tọa độ
cho mặt cầu
và 2 đường thẳng
Phương trình nào dưới đây là phương trình của một mặt phẳng tiếp xúc với
song song với
và
cho mặt cầu
và 2 đường thẳng
Phương trình nào dưới đây là phương trình của một mặt phẳng tiếp xúc với
song song với
và
A, 

B, 

C, 

D, 

Mặt phẳng cần tìm là
có vectơ pháp tuyến là
.
Các vectơ chỉ phương của
và
là:
.
Do
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
là:
.
Gọi phương trình mặt phẳng
là:
.
Mặt cầu
tâm
bán kính
.
Ta có:
tiếp xúc với
nên
.
Vậy
hoặc
Chọn B. Đáp án: B
có vectơ pháp tuyến là
.
Các vectơ chỉ phương của
và
là:
.
Do
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
là:
.
Gọi phương trình mặt phẳng
là:
.
Mặt cầu
tâm
bán kính
.
Ta có:
tiếp xúc với
nên
.
Vậy
hoặc
Chọn B. Đáp án: B
Câu 9 [865978]: Trong không gian
(đơn vị trên mỗi trục tính theo mét), một thiết bị phát sáng đặt tại vị trí
Vùng phủ sóng của thiết bị có bán kính bằng
Điểm nào dưới đây không thuộc vùng phủ sóng của thiết bị nói trên?
(đơn vị trên mỗi trục tính theo mét), một thiết bị phát sáng đặt tại vị trí
Vùng phủ sóng của thiết bị có bán kính bằng
Điểm nào dưới đây không thuộc vùng phủ sóng của thiết bị nói trên? A, 

B, 

C, 

D, 

(thuộc vùng phủ sóng).
(thuộc vùng phủ sóng).
(không thuộc vùng phủ sóng).
(thuộc vùng phủ sóng).
Chọn đáp án C. Đáp án: C
Câu 10 [866572]: Trong không gian với hệ trục tọa độ
(đơn vị trên mỗi trục là
), một trạm thu phát sóng điện thoại di động (Hình bên) được đặt ở vị trí
Trạm thu phát được thiết kế bán kính phủ sóng là 
(đơn vị trên mỗi trục là
), một trạm thu phát sóng điện thoại di động (Hình bên) được đặt ở vị trí
Trạm thu phát được thiết kế bán kính phủ sóng là 
a) Đúng
Mặt cầu có tâm
và bán kính
có phương trình là
.
b) Sai
Ta có
nên 
Vì
nên người dùng điện thoại đứng ở vị trí
sử dụng được dịch vụ của trạm này.
c) Sai
Ta có
nên
. Vì
nên người dùng điện thoại đứng ở vị trí
không sử dụng được dịch vụ của trạm này.
d) Sai
Theo phần c, vì
nên người đó đứng ở ngoài vùng phủ sóng. Giả sử đường thẳng
cắt mặt cầu tại điểm
khi đó
là vị trí cuối cùng trên đoạn thẳng
để người đó có thể sử dụng được dịch vụ. Khi đó
hay
là trung điểm của IB suy ra
nên
Mặt cầu có tâm
và bán kính
có phương trình là
.b) Sai
Ta có
nên 
Vì
nên người dùng điện thoại đứng ở vị trí
sử dụng được dịch vụ của trạm này.c) Sai
Ta có
nên
. Vì
nên người dùng điện thoại đứng ở vị trí
không sử dụng được dịch vụ của trạm này.d) Sai
Theo phần c, vì
nên người đó đứng ở ngoài vùng phủ sóng. Giả sử đường thẳng
cắt mặt cầu tại điểm
khi đó
là vị trí cuối cùng trên đoạn thẳng
để người đó có thể sử dụng được dịch vụ. Khi đó
hay
là trung điểm của IB suy ra
nên
Câu 11 [865982]: Một máy bay dân dụng sắp hạ cánh xuống sân bay Nội Bài. Xét một hệ trục toạ độ
(mỗi đơn vị trên hệ trục bằng 1 km) sao cho đường băng hạ cánh nằm trên mặt phẳng
Máy bay đang ở điểm
và mục tiêu sẽ tiếp đất tại điểm
trên đường băng. Giả sử máy bay theo đường thẳng từ
đến
Một đám mây nằm trong mặt phẳng không song song với mặt đất và có thể mô tả bởi phương trình 
(mỗi đơn vị trên hệ trục bằng 1 km) sao cho đường băng hạ cánh nằm trên mặt phẳng
Máy bay đang ở điểm
và mục tiêu sẽ tiếp đất tại điểm
trên đường băng. Giả sử máy bay theo đường thẳng từ
đến
Một đám mây nằm trong mặt phẳng không song song với mặt đất và có thể mô tả bởi phương trình 
a) Đường thẳng
đi qua điểm
và có vectơ chỉ phương
nên phương trình tham số của đường thẳng là
Suy ra mệnh đề a) đúng.
b) Gợi ý: Khi biết vectơ chỉ phương của đường thẳng và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng thì ta có sin góc giữa đường thẳng và mặt phẳng đó là
Góc trượt cần tìm là góc giữa đường thẳng
và mặt phẳng
Ta có vectơ chỉ phương của đường thẳng
là
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
là
Khi đó, ta có
Góc trượt nằm trong phạm vi cho phép.
Suy ra mệnh đề b) đúng.
c) Thời gian để máy bay đi từ
đến
là 
(phút).
Suy ra mệnh đề c) sai.
d) Giả sử máy bay thoát khỏi đám mây để hạ cánh là
Vì
nên
Khi đó, độ cao của máy bay chính là cao độ của điểm
Và vì
nên tọa độ điểm
thỏa mãn phương trình mặt phẳng
Thay tọa độ điểm vào phương trình mặt phẳng
ta được 



Độ cao của máy bay khi thoát khỏi đám mây là:
Suy ra mệnh đề d) đúng.
đi qua điểm
và có vectơ chỉ phương
nên phương trình tham số của đường thẳng là
Suy ra mệnh đề a) đúng.
b) Gợi ý: Khi biết vectơ chỉ phương của đường thẳng và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng thì ta có sin góc giữa đường thẳng và mặt phẳng đó là
Góc trượt cần tìm là góc giữa đường thẳng
và mặt phẳng
Ta có vectơ chỉ phương của đường thẳng
là
vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
là
Khi đó, ta có

Góc trượt nằm trong phạm vi cho phép.
Suy ra mệnh đề b) đúng.
c) Thời gian để máy bay đi từ
đến
là 
(phút).
Suy ra mệnh đề c) sai.
d) Giả sử máy bay thoát khỏi đám mây để hạ cánh là
Vì
nên
Khi đó, độ cao của máy bay chính là cao độ của điểm
Và vì
nên tọa độ điểm
thỏa mãn phương trình mặt phẳng
Thay tọa độ điểm vào phương trình mặt phẳng
ta được 



Độ cao của máy bay khi thoát khỏi đám mây là:
Suy ra mệnh đề d) đúng.
Câu 12 [865980]: Trong không gian
cho hai điểm
và
cho hai điểm
và
a)
là trung điểm 
Suy ra mệnh đề a) đúng.
b)
Suy ra mệnh đề b) sai.
c) Phương trình mặt cầu đường kính
nhận trung điểm
làm tâm mặt cầu bán kinh

Suy ra mệnh đề c) sai.
d)
Vậy tập các
thỏa mãn là đường tròn nằm trong mặt phẳng
có tâm
và bán kính
.
Ta cần giá trị nhỏ nhất của
Khoảng cách từ tâm
đến gốc
là
Khoảng cách nhỏ nhất từ
đến một điểm trên đường tròn bằng
(do
), nên
Vậy
Suy ra mệnh đề d) đúng.
là trung điểm 
Suy ra mệnh đề a) đúng.
b)

Suy ra mệnh đề b) sai.
c) Phương trình mặt cầu đường kính
nhận trung điểm
làm tâm mặt cầu bán kinh

Suy ra mệnh đề c) sai.
d)
Vậy tập các
thỏa mãn là đường tròn nằm trong mặt phẳng
có tâm
và bán kính
.
Ta cần giá trị nhỏ nhất của
Khoảng cách từ tâm
đến gốc
là
Khoảng cách nhỏ nhất từ
đến một điểm trên đường tròn bằng
(do
), nên
Vậy
Suy ra mệnh đề d) đúng.
Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời các câu từ 13 đến 15

Câu 13 [740045]: Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới bên ngoài vùng phát sóng của đài kiểm soát không lưu trong không gian là
A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án B.
Kiến thức cần nhớ: Phương trình mặt cầu khi biết tâm mặt cầu
và bán kính
là
Dựa vào giả thiết: “Đài kiểm soát không lưu sân bay Tân Sơn Nhất – Thành Phố Hồ Chí Minh ở vị trí
và được phát hiện máy bay ở khoảng cách tối đa 600 km” ta suy ra được tâm hình cầu là điểm
và có bán kính bằng 600 km.
Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là
Đáp án: B
Kiến thức cần nhớ: Phương trình mặt cầu khi biết tâm mặt cầu
và bán kính
là
Dựa vào giả thiết: “Đài kiểm soát không lưu sân bay Tân Sơn Nhất – Thành Phố Hồ Chí Minh ở vị trí
và được phát hiện máy bay ở khoảng cách tối đa 600 km” ta suy ra được tâm hình cầu là điểm
và có bán kính bằng 600 km.
Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là
Đáp án: B
Câu 14 [740048]: Quãng đường mà máy bay nhận được tín hiệu của đài kiểm soát không lưu bằng bao nhiêu km? (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án A.
Kí hiệu giao điểm của đường bay của máy bay (tức đường thẳng
với mặt cầu là điểm
Khi đó, quãng đường mà máy bay nhận được tín hiệu của đài kiểm soát không lưu bằng độ dài đoạn thẳng 
Khi một đường thẳng
cắt đường tròn tâm
tại hai điểm
thì ta sẽ dễ dàng tính được
bằng cách kẻ
(Xem hình vẽ)

Tam giác
cân tại
do
Nên ta có 
Trong tam giác vuông
vuông tại
ta có 

Suy ra
Đáp án: A
Kí hiệu giao điểm của đường bay của máy bay (tức đường thẳng
với mặt cầu là điểm
Khi đó, quãng đường mà máy bay nhận được tín hiệu của đài kiểm soát không lưu bằng độ dài đoạn thẳng 
Khi một đường thẳng
cắt đường tròn tâm
tại hai điểm
thì ta sẽ dễ dàng tính được
bằng cách kẻ
(Xem hình vẽ)
Tam giác
cân tại
do
Nên ta có 
Trong tam giác vuông
vuông tại
ta có 

Suy ra
Đáp án: A
Câu 15 [740049]: Khoảng cách ngắn nhất giữa máy bay với đài kiểm soát không lưu bằng bao nhiêu km? (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án C.

Dựa vào lời giải câu 89 [740048], ta nhận thấy rằng khoảng cách ngắn nhất giữa máy bay với đài kiểm soát không lưu bằng độ dài đoạn
Và
Đáp án: C

Dựa vào lời giải câu 89 [740048], ta nhận thấy rằng khoảng cách ngắn nhất giữa máy bay với đài kiểm soát không lưu bằng độ dài đoạn
Và
Đáp án: C Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời các câu từ 16 đến 18
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): x - 2y + 2z - 5 = 0 và mặt cầu (S): x2 + (y - 1)2 + ( z + 1)2 = 25.
Câu 16 [745202]: Khoảng cách từ tâm
của mặt cầu
đến mặt phẳng
là
của mặt cầu
đến mặt phẳng
là A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án B.
Tâm của mặt cầu có tọa độ là
Đáp án: B
Tâm của mặt cầu có tọa độ là
Đáp án: B
Câu 17 [745204]: Mặt phẳng
cắt mặt cầu
theo giao tuyến là một đường tròn có toạ độ tâm là
cắt mặt cầu
theo giao tuyến là một đường tròn có toạ độ tâm là A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án A.
Tâm của giao tuyến chính là hình chiếu vuông góc của điểm
lên
Gọi đường thẳng đi qua
và vuông góc với
là
Đường thẳng có
và đi qua điểm
có phương trình là
Gọi hình chiếu là
ta tham số hóa tọa độ của nó
Vì
nên tọa độ của nó thỏa mãn phương trình mặt phẳng
Đáp án: A
Tâm của giao tuyến chính là hình chiếu vuông góc của điểm
lên
Gọi đường thẳng đi qua
và vuông góc với
là
Đường thẳng có
và đi qua điểm
có phương trình là
Gọi hình chiếu là
ta tham số hóa tọa độ của nó
Vì
nên tọa độ của nó thỏa mãn phương trình mặt phẳng
Đáp án: A
Câu 18 [745205]: Mặt cầu tiếp xúc với
tại điểm
và đi qua tâm
của
có bán kính là
tại điểm
và đi qua tâm
của
có bán kính là A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn đáp án B.
Gọi tâm mặt cầu là
Vì mặt cầu mới phải tiếp xúc với
tại
nên
phải nằm trên đường thẳng qua
và song song với
Gọi là
Vì
nên
Phương trình đường thẳng
là
Tham số hóa tâm
Mà
nên ta xét:
và
có
Suy ra
Vậy
Đáp án: B
Gọi tâm mặt cầu là
Vì mặt cầu mới phải tiếp xúc với
tại
nên
phải nằm trên đường thẳng qua
và song song với
Gọi là
Vì
nên
Phương trình đường thẳng
là
Tham số hóa tâm
Mà
nên ta xét:
và
có
Suy ra
Vậy
Đáp án: B Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời các câu từ 19 đến 21
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho A(0;1;1), B(1;0; - 3), C( - 1; - 2; - 3) và mặt cầu (S) có phương trình x2 + y2 + z2 - 2x + 2z - 2 = 0.
Câu 19 [741375]: Mặt phẳng
có phương trình
có phương trình A, 

B, 

C, 

D, 

Có
nên mặt phẳng
có vectơ pháp tuyến là
Suy ra mặt phẳng
có phương trình
Đáp án: C
nên mặt phẳng
có vectơ pháp tuyến là
Suy ra mặt phẳng
có phương trình
Đáp án: C
Câu 20 [741376]: Mặt phẳng
cắt mặt cầu
theo một đường tròn có bán kính bằng
cắt mặt cầu
theo một đường tròn có bán kính bằng A, 

B, 

C, 

D, 

Ta có
Vậy bán kính đường tròn giao tuyến của mặt phẳng
và mặt cầu
là
Đáp án: C
Vậy bán kính đường tròn giao tuyến của mặt phẳng
và mặt cầu
là
Đáp án: C
Câu 21 [741377]: Điểm
thuộc mặt cầu
sao cho thể tích tứ diện
lớn nhất. Khi đó,
thuộc mặt cầu
sao cho thể tích tứ diện
lớn nhất. Khi đó, A, 

B, 

C, 

D, 

Ta có
nên
lớn nhất khi và chỉ khi
lớn nhất.
Gọi
là đường thẳng qua điểm
và vuông góc với mặt phẳng
Suy ra 
Gọi
là các giao điểm của
và mặt cầu
Tọa độ điểm
thỏa mãn hệ phương trình:

Ta thấy:
Vậy điểm
Đáp án: D
nên
lớn nhất khi và chỉ khi
lớn nhất. Gọi
là đường thẳng qua điểm
và vuông góc với mặt phẳng
Suy ra 
Gọi
là các giao điểm của
và mặt cầu
Tọa độ điểm
thỏa mãn hệ phương trình:

Ta thấy:
Vậy điểm
Đáp án: D
Câu 22 [866096]: Trong không gian
người ta muốn thiết kế một lều cắm trại có dạng một phần của mặt cầu bằng phần mềm 3D.
Cho phương trình bề mặt của lều là
và sàn của lều nằm trong mặt phẳng
Tính bán kính đường tròn sàn của lều (làm tròn đến hàng phần trăm).
người ta muốn thiết kế một lều cắm trại có dạng một phần của mặt cầu bằng phần mềm 3D.
Cho phương trình bề mặt của lều là
và sàn của lều nằm trong mặt phẳng
Tính bán kính đường tròn sàn của lều (làm tròn đến hàng phần trăm).
Mặt cầu bán kính 3 có
là tâm
Bán kính đường tròn sàn của lều là 
Điền đáp án: 2,82.
là tâm
Bán kính đường tròn sàn của lều là 
Điền đáp án: 2,82.
Câu 23 [866099]: Trong không gian
cho bốn điểm 


và
là một điểm thoả mãn
Biết rằng
nằm trên một mặt cầu có tâm
Tính giá trị của biểu thức
cho bốn điểm 


và
là một điểm thoả mãn
Biết rằng
nằm trên một mặt cầu có tâm
Tính giá trị của biểu thức
Ta có 
Gọi
là điểm thỏa mãn



Ta có


luôn nằm trên mặt cầu tâm
bán kính
Điền đáp án: -5.

Gọi
là điểm thỏa mãn



Ta có


luôn nằm trên mặt cầu tâm
bán kính
Điền đáp án: -5.
Câu 24 [80354]: Trong không gian tọa độ
tính bán kính mặt cầu
đi qua 3 điểm
và có tâm thuộc mặt phẳng
tính bán kính mặt cầu
đi qua 3 điểm
và có tâm thuộc mặt phẳng
A, 

B, 

C, 

D, 

Đáp án: A
Câu 25 [785635]: Để treo một chậu cây người ta cần lấy trên miệng của chậu cây đó 3 điểm và sử dụng 3 đoạn dây có độ dài bằng nhau để nối 3 điểm đó với một điểm treo (xem hình minh hoạ). Giả sử trong không gian với hệ toạ độ
(đơn vị mỗi trục là
), ba điểm trên miệng của chậu cây là
điểm treo
nằm trên mặt phẳng
Độ dài mỗi dây treo là bao nhiêu đeximet?
(đơn vị mỗi trục là
), ba điểm trên miệng của chậu cây là
điểm treo
nằm trên mặt phẳng
Độ dài mỗi dây treo là bao nhiêu đeximet?
Điền đáp án: 4.
Giải hệ phương trình:

Tọa độ tâm mặt cầu
và bán kính mặt cầu
Giải hệ phương trình:


Tọa độ tâm mặt cầu
và bán kính mặt cầu