Bài 3 trang 54 SBT Hình học 12 Nâng cao


Giải bài 3 trang 54 sách bài tập Hình học 12 Nâng cao. Cho tam giác đều ABC cạnh a. ..

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Cho tam giác đều ABC cạnh a. Xét đường thẳng \(\Delta \) đi qua A và vuông góc với mp(ABC). Gọi S là điểm bất kì trên \(\Delta \), S khác A.

LG 1

Khi SA=h (h cho trước ), hãy tính diện tích và thể tích của hình cầu ngoại tiếp tứ diện SABC.

Lời giải chi tiết:

Gọi G là trọng tâm của tam giác đều ABC và d là trục của đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\) thì \(G \in d\) và \(d//\Delta \).

Trong \(mp(\Delta ,d),\) đường trung trực của SA cắt d tại điểm I thì I là tâm của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện SABC và R=IA là bán kính của mặt cầu đó.

Dễ thấy \(GI = {1 \over 2}SA = {h \over 2},AG = {{a\sqrt 3 } \over 3},\) từ đó \(I{A^2} = {{{h^2}} \over 4} + {{{a^2}} \over 3} = {1 \over {12}}(4{a^2} + 3{h^2}).\)

Vậy mặt cầu đó có diện tích là

\(S = {\pi  \over 3}(4{a^2} + 3{h^2})\)

Và thể tích là

\(V = {4 \over 3}\pi .{\left( {{{\sqrt {4{a^2} + 3{h^2}} } \over {2\sqrt 3 }}} \right)^3} = {\pi  \over {18\sqrt 3 }}{(\sqrt {4{a^2} + 3{h^2}} )^3}.\)

LG 2

Gọi A’ là điểm đối xứng với điểm A qua tâm mặt cầu nói trên. Chứng minh rằng khi S thay đổi \(\Delta \) thì A’ thuộc một đường thẳng cố định.

Lời giải chi tiết:

Khi S thay đổi trên đường thẳng \(\Delta \) thì tâm \(I\) của mặt cầu ấy thay đổi trên đường thẳng d.

Mặt khác \(\overrightarrow {AA'}  = 2\overrightarrow {AI} ,\) vậy A’ thuộc đường thẳng \(\Delta '\) song song với \(\Delta \) và qua điểm \({A_1}\) sao cho \(\overrightarrow {A{A_1}}  = 2\overrightarrow {AG} ,\) tức là A’ thuộc đường thẳng cố định \(\Delta '.\)

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu

Các bài liên quan: - Bài 1: Mặt cầu, khối cầu

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.