ответ: (x-5)² + y² + z² = 49 або (x+7)² + y² + z² = 49.
Объяснение:
Загальне рівняння сфери має вигляд:
(x-x₀)² + (y-y₀)² + (z-z₀)² = R²
где (x₀;y₀;z₀) - центр сферы.
За умовою задачі сфера належить осі абсцис, тобто координати центра сфери (a₀; 0; 0).
(x - a₀)² + y² + z² = 7²
Оскільки точка M(-1;2;-3) належить сфері, то їх координати задовільняють рівняння сфери.
(-1 - a₀)² + 2² + (-3)² = 49
(a₀ + 1)² = 36
a₀ + 1 = ±6
Звідси маємо, що a₀ = 5 або a₀ = -7. Тобто, шукане рівняння сфери:
(x-5)² + y² + z² = 49 або (x+7)² + y² + z² = 49
На рисунке представлены оба варианта расположения искомой окружности.
Точка касания "С" этой окружности с хордой АВ определена.
Проведем радиус r=O1C искомой окружности в точку касания. Этот радиус О1С перпендикулярен хорде АВ. Проведем радиус R=ОР данной нам окружности к хорде АВ . Он также перпендикулярен хорде АВ и, кроме того, делит ее пополам в точке М. Тогда АМ=0,5АВ=12, АС=АВ/3=8. СМ=12-8=4.
Опустим из центра искомой окружности перпендикуляр на диаметр КР, включающий в себя радиус R. О1М1=СМ=4. Из прямоугольного треугольника ОАМ по Пифагору найдем отрезок ОМ.
ОМ=√(АО²-АМ²)=√(15²-12²)=9.
В прямоугольнике М1О1СМ сторона ММ1=r, где r - радиус искомой окружности.
Тогда для первого варианта (окружность расположена в большем секторе):
ОМ1=ММ1-ОМ = r-9. ОО1=R-r. (Так как оба радиуса лежат на одной прямой - радиуса в точку касания Т обеих окружностей). И из прямоугольного треугольника М1О1О по Пифагору имеем:
ОО1²=О1М1²+М1О² или (15-r)²=4²+(r-9)² или
225-30r+r²=16+r²-18r+81. Отсюда r=32/3.
Для второго варианта (окружность расположена в меньшем секторе):
ОМ1=ММ1+ОМ = r+9. И ОО1²=(15-r)²=4²+(r+9)² или 225-30r+r²=16+r²+18r+81. Отсюда r=8/3.