82 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 3: Mặt cầu - Khối cầu có đáp án

Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc 60°. Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC.

19/82

Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc 60°. Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC. Thể tích của khối cầu tạo nên bởi mặt cầu (S) bằng

32πa381.

32πa377.

64πa377.

72πa339.

Giải thích

Chọn ACho hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc 60°. Gọi (S) là mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC.  (ảnh 1)

Gọi H là tâm của tam giác ABC, SH là trục của đường tròn ngoại tiếp ABC, mặt phẳng trung trực của SA qua E là trung điểm của SA và cắt SH tại I. Khi đó I là tâm của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC.

Xét trong tam giác SAH ta có SH=AH.tan60o=a33.tan60o=a;SA=SHsin60o=2a3.

Xét hai tam giác đồng dạng △SEI và △SHA

Ta có SISA=SESH⇒SI=SA.SESH=2a3.2a23a=2a3

⇒R=2a3.

Suy ra thể tích của khối cầu tạo nên bởi mặt cầu (S) bằng 43π2a33=32πa381.