Câu hỏi
Cho hình nón có chiều cao bằng \(2\sqrt 5 \). Một mặt phẳng đi qua đỉnh hình nón và cắt hình nón theo một thiết diện là tam giác đều có diện tích bằng \(9\sqrt 3 \). Thể tích của khối nón được giới hạn bởi hình nón đã cho bằng:
- A \(\dfrac{{32\sqrt 5 \pi }}{3}\)
- B \(32\pi \)
- C \(32\sqrt 5 \pi \)
- D \(96\pi \)
Phương pháp giải:
Công thức tính thể tích khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\) là \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h.\)
Lời giải chi tiết:
Gọi hình nón có đỉnh \(S\) như hình vẽ.
Khi đó ta có thiết diện là \(\Delta SAB\) đều.
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {S_{SAB}} = 9\sqrt 3 \Leftrightarrow \dfrac{{S{A^2}.\sqrt 3 }}{4} = 9\sqrt 3 \Leftrightarrow SA = 6.\\ \Rightarrow SA = SB = AB = 6\end{array}\)
Gọi \(H\) là trung điểm của \(AB \Rightarrow OH \bot AB\) và \(AH = \dfrac{1}{2}AB = 3\).
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông \(SOA\) ta có:
\(OA = \sqrt {S{A^2} - S{O^2}} = \sqrt {{6^2} - {{\left( {2\sqrt 5 } \right)}^2}} = 4 = r\).
Vậy thể tích khối nón là \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h = \dfrac{1}{3}\pi {4^2}.2\sqrt 5 = \dfrac{{32\sqrt 5 \pi }}{3}\).
Chọn A.