ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Tư duy định lượng - Mặt cầu ngoại tiếp, nội tiếp đa diện

Cho tứ diện đều ABCD có cạnh a. Một mặt cầu tiếp xúc với các mặt của tứ diện có bán kính là:

16/33

Cho tứ diện đều ABCD có cạnh a. Một mặt cầu tiếp xúc với các mặt của tứ diện có bán kính là:

\[\frac{{a\sqrt 6 }}{{12}}\]

\[\frac{{a\sqrt 6 }}{6}\]

\[\frac{{a\sqrt 6 }}{3}\]

\[\frac{{a\sqrt 6 }}{8}\]

Giải thích

Cho tứ diện đều ABCD có cạnh a. Một mặt cầu tiếp xúc với các mặt của tứ diện có bán kính là: (ảnh 1)

Gọi H là tâm tam giác đều BCD,E là trung điểm CD

Ta có \[AH \bot \left( {BCD} \right)\]Gọi I, r là tâm và bán kính mặt cầu tiếp xúc với các mặt của tứ diện ABCD thì I là giao của AH và phân giác góc AEB của \[\Delta AEB\]. Ta có

\[\begin{array}{*{20}{l}}{AE = BE = \frac{{a\sqrt 3 }}{2};HE = \frac{{BE}}{3} = \frac{{a\sqrt 3 }}{6}}\\{AH = \sqrt {A{E^2} - H{E^2}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}}\end{array}\]

Áp dụng tính chất đường phân giác:

\[\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{{IH}}{{IA}} = \frac{{EH}}{{EA}} \Rightarrow \frac{{IH}}{{IH + IA}} = \frac{{EH}}{{EH + EA}}}\\{ \Rightarrow r = IH = \frac{{EH.AH}}{{EH + EA}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{{12}}}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: A