Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), SA=a, AB=a, AC=2a. B A C ^ = 60 ∘ . Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC.
A. V = 20 5 π a 3 3
B. V = 5 6 π a 3
C. 5 5 π 2 a 3
D. V = 5 5 6 π a 3
Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), S A = a , A B = a , A C = 2 a , B A C = 60 ° . Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
A. V = 20 5 π a 3 3
B. V = 5 5 6 π a 3
C. V = 5 5 π 2 a 3
D. V = 5 6 π a 3
Đáp án B
Phương pháp:
- Chứng minh Δ A B C vuông tại B, tìm tâm và bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác đáy.
- Sử dụng công thức R 2 = h 2 4 + r 2 với R là bán kính hình cầu ngoại tiếp khối chóp, h là chiều cao, r là bán kính đường tròn ngoại tiếp đa giác đáy.
Cách giải:
Ta có: cos 60 ° = 1 2 = a 2 a → cos B A C = A B A C
⇒ Δ A B C vuông tại B.
Gọi M là trung điểm AC.
⇒ M là tâm đường tròn ngoại tiếp Δ A B C
⇒ M A = M A = A C 2 = a
Gọi r là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác đáy.
R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp.
h là chiều cao hình chóp.
Ta có công thức sau:
R 2 = h 2 4 + r 2 ⇒ R 2 = a 2 4 + a 2 = a 5 2
⇒ V = 4 3 π R 3 = 5 a 5 6
Chú ý khi giải:
HS cần linh hoạt trong việc chứng minh Δ A B C vuông tại B và biết sử dụng công thức liên hệ giữa R, r, h.
Cho hình chóp S.ABC có AB=a, AC=2a, góc B A C ^ = 60 ° , cạnh S A = a 3 và vuông góc với mặt phẳng (ABC). Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC là
A. a 55 6
B. a 7 2
C. a 10 2
D. a 11 2
Cho hình chóp S.ABC có AB=a, AC=2a, B A C ^ = 60 ° , cạnh bên SA vuông góc với đáy và S A = a 3 . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
A. R = a 7 2
B. R = a 55 6
C. R = a 10 2
D. R = a 11 2
Cho hình chóp S.ABC có A B = a , A C = 2 a , B A C ^ = 60 0 , cạnh bên SA vuông góc với đáy và S A = a 3 . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
Cho hình chóp SABC có ABC=60 độ,AC=\(a\sqrt{3}\).Cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy,SA=2a.Thể tích của khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
Lời giải:
Gọi $I$ là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp $S.ABC$, $K$ là tâm đường tròn ngoại tiếp $ABC$ thì $IK\parallel SA$.
Ta có:
\(IS=IA\Leftrightarrow (\overrightarrow{IS})^2=IA^2\)
\(\Leftrightarrow (\overrightarrow{IA}+\overrightarrow{AS})^2=IA^2\)
\(\Leftrightarrow AS^2+2\overrightarrow{IA}.\overrightarrow{AS}=0\)
\(\Leftrightarrow AS^2+2(\overrightarrow{IK}+\overrightarrow{KA})\overrightarrow{AS}=0\)
\(\Leftrightarrow AS^2+2\overrightarrow{IK}.\overrightarrow{AS}=0\)
Vì $\overrightarrow{IK}\parallel \overrightarrow{AS}$ nên tồn tại $k\in\mathbb{R}$ sao cho $\overrightarrow{IK}=k\overrightarrow{AS}$
Khi đó: $AS^2+2kAS^2=0$
$\Rightarrow k=-\frac{1}{2}$
$\Rightarrow \overrightarrow{IK}=\frac{-1}{2}\overrightarrow{AS}$
$\Rightarrow IK=\frac{1}{2}.AS=a$
Lại có:
$\frac{AC}{\sin B}=2AK\Rightarrow AK=a$
Áp dụng định lý pitago: $R=IA=\sqrt{IK^2+AK^2}=\sqrt{2}a$
Thể tích khối cầu:
$V=\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{8\sqrt{2}}{3}\pi a^3$
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại B, AB=d. Cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng (ABC) và SC hợp với đáy một góc bằng 60°. Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABC. Tính thể tích khối cầu (S).
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cận tại B, A B = d . Cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng (ABC) và SC hợp với đáy một góc bằng 60 ° . Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABC. Tính thể tích khối cầu .
A. 4 2 πa 3 3
B. 2 2 πa 3 3
C. 8 2 πa 3 3
D. 2 πa 3 3
Đáp án C
Gọi M là trung điểm của AC. Tam giác ABC vuông tại B, do đó M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Gọi O là trung điểm của AC, suy ra OM//SA
=> OM là trục của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC,
=> OA = OB = OC
Mặt khác, tam giác SAC vuông tại A, do đó OA = OS = OC
Vậy O là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC có thể tích 
A là hình chiếu của S lên mặt phẳng (ABC), do đó góc 
Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC). Biết SA = 2a và tam giác ABC vuông tại A có AB = 3 a , AC = 4 a . Tính thể tích khối chóp S.ABC theo a
A. 12 a 3
B. 6 a 3
C. 8 a 3
D. 4 a 3
