Đáp án D

Gọi khối lập phương cần xét ABCD.A'B'C'D' cạnh a.

Bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối cầu là R 2 = A A ' 2 = a 2 ⇒ V 1 = 4 3 R 2 3 . 

Bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối cầu là

R 1 = A C ' 2 = A B 2 + A D 2 + A A ' 2 2 = a 3 2 ⇒ V 1 = 4 3 πR 3 1  

Vậy tỉ số k = V 1 V 2 = R 3 1 R 3 1 = R 1 R 2 3 = 3 3 = 3 3 .

Chọn B

Gọi M là đỉnh của hình lập phương có cạnh bằng 1 nằm trên đường chéo AC' và nằm trên khối còn lại sau khi cắt. Gọi I là tâm của khối cầu có thể tích lớn nhất thỏa yêu cầu bài toán.

Suy ra I thuộc đoạn thẳng C'M và mặt cầu tâm I cần tìm đi qua điểm M

Cách khác: Chọn hệ trục tọa độ Oxyz sao cho C'(0;0;0), B' (0;3;0), D'(3;0;0), C (0;0;3).

Khi đó M(2;2;2)

Ta có phương trình đường thẳng C'M là  với 2 > 0 > t do I thuộc đoạn thẳng C'M

Để ý rằng đường chéo của hình lập phương chính là đường kính của khối cầu. Mặt khác ta lại có công thức: “Bình phương độ dài đường chéo của hình lập phương bằng ba lần bình phương của độ dài cạnh hình lập phương”. Khi đó 2 R 2 = 3 a 2 ⇒ a = 2 R 3 3  

Suy ra V 1 = 2 3 3 R 3 = 8 3 9 R 3 .

Vì khối cầu có bán kính R nên ta có thể tính được bán kính và chiều cao của khối trụ ngoại tiếp ngoài khối cầu lần lượt là R và 2R.

Do đó V 2 = πR 2 . 2 = 2 πR 3  

Vậy ta có tỉ số V 1 V 2 = 8 3 9 R 3 2 πR 3 = 4 3 9 π ≈ 0 , 245

Đáp án C

Đáp án B

Gọi M là đỉnh của hình lập phương có cạnh bằng 1 nằm trên đường chéo AC’ và nằm trên khối còn lại sau khi cắt. Gọi I là tâm của khối cầu có thể tích lớn nhất thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Ta có d I ; A ' B ' C ' D ' = d I ; B C C ' B ' = d I ; D C C ' D '  

Suy ra I thuộc đoạn thẳng C’M và mặt cầu tâm I cần tìm đi qua điểm M.

Đặt d I ; D C C ' D ' = a , ta có IC' = a 3 mà  A C ' = 3 3 , A M = 3

Suy ra I M = 2 3 - a 3 mặt khác  d I ; D C C ' D ' = I M ⇔ a = 2 3 - a 3 ⇒ a = 3 - 3 3

Đáp án A

Gọi O là tâm của tam giác   A B C ⇒ S A ; A B C ^ = S A ; O A ^ = S A O ^ = 60 °

tam giác SAO vuông tại O, có  

tan S A O ^ = S O O A ⇒ S O = tan 60 ° . a 3 3 = a ⇒ S A = O A 2 + S O 2 = 2 a 3 3

bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối chóp  là   R = S A 2 2. S O = 2 a 3

vậy thể tích cần tính là  V = 4 3 π R 3 = 4 3 π 2 a 3 3 = 32 π a 3 81