Câu hỏi
Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), \(SA=a,AB=a,AC=2a,\widehat{BAC}={{60}^{\circ }}\). Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
- A \(V=\frac{20\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{3}\)
- B \(V=\frac{5\sqrt{5}}{6}\pi {{a}^{3}}\)
- C \(V=\frac{5\sqrt{5}\pi }{2}{{a}^{3}}\)
- D \(V=\frac{5}{6}\pi {{a}^{3}}\)
Phương pháp giải:
- Chứng minh \(\Delta ABC\) vuông tại \(B\), tìm tâm và bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác đáy.
- Sử dụng công thức \({{R}^{2}}=\frac{{{h}^{2}}}{4}+{{r}^{2}}\) với \(R\) là bán kính hình cầu ngoại tiếp khối chóp, \(h\) là chiều cao, \(r\) là bán kính đường tròn ngoại tiếp đa giác đáy.
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(\cos {{60}^{\circ }}=\frac{1}{2}=\frac{a}{2a}\to \cos \widehat{BAC}=\frac{AB}{AC}\)
\(\Rightarrow \Delta ABC\) vuông tại B.
Gọi M là trung điểm AC.
\(\Rightarrow M\) là tâm đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC.\)
\(\Rightarrow MA=MC=\frac{AC}{2}=a.\)
Gọi r là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác đáy.
R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp.
h là chiều cao hình chóp.
Ta có công thức sau:
\({{R}^{2}}=\frac{{{h}^{2}}}{4}+{{r}^{2}}\Rightarrow{{R}^{2}}=\frac{{{a}^{2}}}{4}+{{a}^{2}}=\frac{a\sqrt{5}}{2}\)
\(\Rightarrow V=\frac{4}{3}\pi {{R}^{3}}=\frac{5{{a}^{3}}\sqrt{5}}{6}.\)
Đáp án B