Tổng hợp 25 đề luyện thi THPTQG môn Toán chọn lọc, cực hay có đáp án (đề 15)

Cho tứ diện đều ABCD có độ dài cạnh bằng a, (S) là mặt cầu tiếp xúc

45/50

Cho tứ diện đều ABCD có độ dài cạnh bằng a, (S) là mặt cầu tiếp xúc với sáu cạnh của tứ diện ABCD, M là điểm thay đổi trên mặt cầu (S). Tính tổng T=MA2+MB2+MC2+MD2 .

3a28

a2

4a2

2a2

Giải thích

Đáp án D

Với tứ diện đều ABCD thì mặt cầu (S) là mặt cầu có tâm trùng với tâm của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD và là trọng tâm của tứ diện đều cạnh a, đồng thời có bán kính R=a24 

Gọi G là trọng tâm của tứ diện ⇒GA¯+GB¯+GC¯+GD¯=0¯ 

Ta có: 

T=MA2+MB2+MC2+MD2=MG¯+GA¯2+MG¯+GB¯2+MG¯+GC¯2+MG¯+GD¯2 

=4MG2+2MG¯GA¯+GB¯+GC¯+GD¯⏟0+GA2+GB2+GC2+GD2=4MG2+4GA2 

=4a242+4a642=2a2 . Vậy T=MA2+MB2+MC2+MD2=2a2