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第 12 題:
設\( P(4,3,1) \),\( \displaystyle \Gamma:\cases{x^2+(y-1)^2+(z-5)^2=13 \cr x+2y+2z=3} \),\( Q \)為\( \Gamma \)上的一動點,求\( \overline{PQ} \)的最小值= 。
[解答]
先求出球心 \(O(0,1,5)\) 在平面 \(x+2y+2z-3=0\) 上的投影點坐標 \(A(-1,-1,3)\),\(A\) 點即 \(\Gamma\) 所表示的圓之圓心,
再求出 \(\Gamma\) 所表示的圓半徑 \(\displaystyle r=\sqrt{13-\left(\frac{|0+2+10-3|}{\sqrt{1^2+2^2+2^2}}\right)^2}=2\)
然後,求出 \(P(4,3,1)\) 在平面 \(x+2y+2z-3=0\) 上的投影點坐標亦為 \(B(3,1,-1)\),
且 \(P(4,3,1)\) 到平面 \(x+2y+2z-3=0\) 的距離為 \(\displaystyle \overline{PB}=\frac{|4+6+2-3|}{\sqrt{1^2+2^2+2^2}}=3\)
可得 \(\overline{AB}=6\),
\(\overline{PQ}\) 的最小值為 \(\displaystyle \sqrt{\overline{PB}^2+\left(\overline{AB}-r\right)^2}=5.\)
註:這也是考古題,以前其他學校有出過(忘了哪幾所~)。
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2012-1-24 11:19