Câu hỏi:
Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho điểm \(M\left( 2;1;1 \right)\). Viết phương trình mặt phẳng \(\left( P \right)\) đi qua \(M\) và cắt ba tia \(Ox\), \(Oy\), \(Oz\) lần lượt tại các điểm \(A\), \(B\), \(C\) khác gốc \(O\) sao cho thể tích khối tứ diện \(OABC\) nhỏ nhất.
Phương pháp giải:
Lập phương trình đoạn chắn, áp dụng bất đẳng thức để tìm thể tích lớn nhất
Lời giải chi tiết:
Gọi \(A\left( a;0;0 \right)\), \(B\left( 0;b;0 \right)\), \(C\left( 0;0;c \right)\), do \(A\), \(B\), \(C\) thuộc ba tia \(Ox\), \(Oy\), \(Oz\) nên \(a\), \(b\), \(c>0\).
Phương trình \(\left( P \right)\) theo đoạn chắn có dạng \(\frac{x}{a}+\frac{y}{b}+\frac{z}{c}=1\).
Do \(M\left( 2;1;1 \right)\in \left( P \right)\Rightarrow \frac{2}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=1\).
Áp dụng Cauchy cho \(\text{3}\) số dương \(\frac{2}{a}\), \(\frac{1}{b}\), \(\frac{1}{c}\) ta có \(1=\frac{2}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\ge 3\sqrt[3]{\frac{2}{abc}}\) \(\Rightarrow {{V}_{OABC}}=\frac{abc}{6}\ge 9\).
Dấu bằng xảy ra khi \(\frac{2}{a}=\frac{1}{b}=\frac{1}{c}=\frac{1}{3}\Rightarrow \left\{ \begin{align} & a=6 \\ & b=c=3 \\ \end{align} \right.\).
Vậy \(\left( P \right):\frac{x}{6}+\frac{y}{3}+\frac{z}{3}=1\Leftrightarrow x+2y+2z-6=0\).
Chọn D