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

Cho tứ diện ABCD có các mặt ABC và BCD là các tam giác đều cạnh bằng 2, hai mặt phẳng (ABD) và (ACD) vuông góc với nhau.

15/82

Cho tứ diện ABCD có các mặt ABC và BCD là các tam giác đều cạnh bằng 2, hai mặt phẳng (ABD) và (ACD) vuông góc với nhau. Bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD bằng

22.

2.

223.

63.

Giải thích

Chọn BCho tứ diện ABCD có các mặt ABC và BCD là các tam giác đều cạnh bằng 2, hai mặt phẳng (ABD) và (ACD) vuông góc với nhau. (ảnh 1)

Ta có △ABC, △BCD đều cạnh bằng 2 nên AC=CD=2⇒ΔACDcân tại C.

Gọi I là trung điểm AD⇒CI⊥AD.

Lại có ACD⊥ADBACD∩ADB=ADIC⊥AD⇒CI⊥ABD

⇒CI⊥IBdo IB⊂ABD1

Ta có ΔACD=ΔABDc.c.c⇒CI=IB    2.

Từ (1) và (2) ta có ACB vuông cân tại I⇒CB=IB2⇒IB=CB2=22=2=IC.

△DIB vuông tại I⇒ID=BD2−IB2=2⇒AD=2ID=22.

Xét △ADB có AB=DB=2; AD=22⇒ΔABD vuông tại B.

⇒ABD^=90o⇒ACD^=90o.

Suy ra mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD có đường kính là AD nên bán kính là R=ID=2.