Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho A(1 ; -1 ; 1), mặt phẳng (P): 2x + y - 2z + 2 = 0, đường thẳng d: = = . Lập phương trình mặt cầu (S) có tâm nằm trên đường thẳng d, có bán kính nhỏ nhất, tiếp xúc với mặt phẳng (P) và đi qua điểm A
Gọi I là tâm của mặt cầu (S)
Vì I nằm trên đường thẳng d nên I(1 + 3t ; -1 + t ; t)
Khi đó IA = là bán kính của mặt cầu (S)
Vì (P) tiếp xúc với mặt cầu (S) nên
d(I , (P)) = IA ⇔ =
⇔ 37t2 – 24t = 0 ⇔ ⇔
Vì mặt cầu (S) có bán kính nhỏ nhất nên ta chọn t = 0, R = 1.
Khi đó I(1 ; -1 ; 0). Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là
(S): (x – 1)2 + (y + 1)2 + z2 = 1