Câu hỏi
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đáy. Tính bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABCD
- A \(\frac{a}{\sqrt{3}}\).
- B \(\frac{a}{3}\).
- C \(\frac{a\sqrt{21}}{4}\).
- D \(\frac{a\sqrt{21}}{6}\).
Phương pháp giải:
Xác định tâm mặt cầu ngoại tiếp chóp:
+ Tìm tâm O của đường tròn ngoại tiếp đa giác đáy
+ Dựng đường thẳng vuông góc với đáy và đi qua O
+ Tìm tâm mặt cầu ngoại tiếp là giao của d với một mặt phẳng trung trực của 1 cạnh bên hoặc 1 trục của đường tròn ngoại tiếp 1 mặt bên
Lời giải chi tiết:
Gọi H là trung điểm AB ⇒ SH ⊥ (ABCD)
G là tâm ∆ SAB
O là tâm hình vuông ABCD
Dựng hình chữ nhật OHGI ⇒ I là giao của trục đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD và trục đường tròn ngoại tiếp ∆ SAB
⇒ I là tâm mặt cầu ngoại tiếp chóp
Bán kính mặt cầu là:\(R=SI=\sqrt{I{{G}^{2}}+S{{G}^{2}}}=\sqrt{O{{H}^{2}}+{{\left( \frac{2}{3}SH \right)}^{2}}}=\sqrt{{{\left( \frac{a}{2} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{2}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{2} \right)}^{2}}}=\sqrt{\frac{7{{a}^{2}}}{12}}=\frac{a\sqrt{21}}{6}\)
Chọn đáp án D