Đáp án

Bài tập: Cho mặt cầu \( (S): (x - 1)^2 + (y + 2)^2 + (z - 1)^2 = 9 \). Ba mặt phẳng đôi cắt mặt cầu \( (S) \) theo giao tuyến là 3 đường tròn. Tính tổng diện tích của 3 hình tròn này.  
A. \( 8\pi \quad \) B. \( 16\pi \quad\) C. \( 21\pi \quad \) D. \( 17\pi \).  

Đáp án:

Mặt cầu \( S(I, R) \) cắt mặt phẳng P theo giao tuyến là đường tròn có bán kính: \( r = \sqrt{R^2 - d^2}, \, d = d(I, \text{mp}) \).  

- Mặt cầu \( (S) \) có tâm \( I(1, -2, 1) \), bán kính \( R = 3 \).  
- \( d(I, \text{mp}) = 1 \).  

Mặt phẳng \( Oxy\) cắt (S) theo hình trong có diện tích: \( \pi r_1^2 = \pi (3^2 - 1^2) = 8\pi \).  

Tổng diện tích của 3 hình tròn là:  
\( \pi r_1^2 + \pi r_2^2 + \pi r_3^2 = \pi \left( 3^2 - 1^2 + 3^2 - 1^2 + 3^2 - 2^2 \right) = 21\pi \Rightarrow \boxed{C}\).