Đáp án

Bài tập: Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng D:  \( 3mx + 5\sqrt{1 - m^2}y + 4mz + 20 = 0. \)  Biết rằng khi \(m\) thay đổi trong đoạn \([-1, 1]\), thì mặt phẳng \(D\) luôn tiếp xúc với nhiều mặt cầu cố định. Tính bán kính của mặt cầu đó.
A. \(R = \sqrt{3} \quad \)  B. \(R = 2 \quad\)  C. \(R = \sqrt{5} \quad\)  D. \(R = 4\)

Đáp án:

Tìm điểm \(I(x_0, y_0, z_0)\) sao cho:  
\( d(I, (P)) = \frac{|3mx_0 + 5\sqrt{1 - m^2}y_0 + 4mz_0 + 20|}{\sqrt{9m^2 + 25(1 - m^2) + 16m^2}} = R \text{không đổi}, \quad \forall m \in \mathbb{R} . \)

\( = \frac{|3mx_0 + 5\sqrt{1 - m^2}y_0 + 4mz_0 + 20|}{5} = R. \)

\(I(0, 0, 0) \Rightarrow R = 4\).  

*Mặt phẳng \(P\) luôn tiếp xúc với một mặt cầu cố định, có phương trình:  
\( \begin{cases} y_0 = 0 \\ 3x + 4z = 0 \end{cases}, R = 4 \Rightarrow \boxed{D}\).