Câu hỏi
Cho khối chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B với AB = 3, BC = 4. Hai mặt bên (SAB) và (SAC) cùng vuông góc với (ABC). Biết SC hợp với (ABC) một góc \({{45}^{\circ }}\). Thể tích khối cầu ngoại tiếp S.ABC là:
- A \(\frac{5\pi \sqrt{2}}{3}\)
- B \(\frac{25\pi \sqrt{2}}{3}\)
- C \(\frac{125\pi \sqrt{3}}{3}\)
- D \(\frac{125\pi \sqrt{2}}{3}\)
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
Lời giải chi tiết:
Gọi M, I lần lượt là trung điểm AC, SC
Có SA ⊥ (ABC), IM // SA ⇒ IM ⊥ (ABC)
∆ ABC vuông tại B ⇒ M là tâm đường tròn ngoại tiếp ∆ ABC
Mặt khác I thuộc mặt phẳng trung trực của SC ⇒ I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp
Góc giữa SC và (ABC) là góc SCA = 45o ⇒ ∆ SAC vuông cân tại A
Bán kính và thể tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp lần lượt là
\(\begin{array}{l}R = SI = \frac{{SC}}{2} = \frac{{AC\sqrt 2 }}{2} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\sqrt {A{B^2} + B{C^2}} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\sqrt {{3^2} + {4^2}} = \frac{{5\sqrt 2 }}{2}\\V = \frac{4}{3}\pi {R^3} = \frac{{125\pi \sqrt 2 }}{3}\end{array}\)
Chọn đáp án D