80 câu Bài tập Hình học Khối đa diện có lời giải chi tiết (P4)

Cho tứ diện ABCD có CD = a căn 2, tam giác ABC là tam giác đều

12/19

Cho tứ diện ABCD có CD=a2, ∆ABC là tam giác đều cạnh a, ∆ACD vuông tại A. Mặt phẳng  (BCD) vuông góc với mặt phẳng  (ABD). Thể tích của khối cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD bằng

4πa33

πa36

4πa3

πa332

Giải thích

Chọn A

Coi như a=1. Tam giác ACD vuông tại A nên AD=CD2-AC2=1=AB cân tại A và tam giác ACD vuông cân tại A. Gọi H, E lần lượt là trung điểm của BD và DC. Ta có AH⊥BCD và CD⊥AE. Hơn nữa CD⊥AH ⇒CD⊥AHE ⇒CD⊥HE mà HE song song với BC suy ra BC vuông góc với CD. H là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD, do đó AH là trục đường tròn này. Trong tam giác AHE dựng đường thẳng qua E vuông góc AE và cắt AH tại điểm I. Do mặt phẳng (AHE) vuông góc với mặt phẳng (ACD) nên d cũng vuông góc với (ACD). Hơn nửa E là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ACD suy ra I là tâm của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD.

Ta có AI.AH=AE2 ⇒AI=AE2AH. Ta có AE=12CD=22, HK=12BC=12 ⇒AH=12

Vậy AI=AE2AH=1 ⇒R=1⇒Vmc=43πa3