Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(2; 0; 3); B(2;-2;-3) và đường thẳng ∆: = = . Chứng minh A, B và ∆ cùng nằm trong một mặt phẳng. Tìm toạ độ điểm M thuộc ∆ sao cho MA4 + MB4 nhỏ nhất.
Phương trình đường thẳng AB:
Phương trình ∆: .
Gọi I = AB ∩ ∆ =>
=> => I(2;-1; 0)
Vậy AB và ∆ cắt nhau tại I nên A, B và ∆ đồng phẳng
Ta có = (0; 1; 3) , = (0;-1;-3) => = - => IA + IB = AB
Khi đó MA4 + MB4 ≥ (MA2 + MB2)2 ≥
≥ AB4 = (IA + IB)4.
=>MA4 + MB4 nhỏ nhất khi M trùng với I(2; -1; 0)