Câu hỏi
Cho hình nón đỉnh S. Xét hình chóp S.ABC. Có đáy ABC là tam giác ngoại tiếp đường tròn đáy của hình nón và có \(AB=BC=10a;AC=12a\) góc tạo bởi hai mặt phẳng \(\left( SAB \right)\) và \(\left( ABC \right)\) bằng \({{45}^{\circ }}\)Tính thể tích khối nón đã cho ?
- A \(9\pi {{a}^{3}}\)
- B \(12\pi {{a}^{3}}\)
- C \(27\pi {{a}^{3}}\)
- D \(3\pi {{a}^{3}}\)
Phương pháp giải:
Công thức tính thể tích khối nón \(V=\frac{1}{3}\pi {{R}^{2}}h\)
Trong đó: \(h\) là chiều cao của hình nón
\(R\) là bán kính đường tròn đáy.
Lời giải chi tiết:
Gọi I là tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC cũng là tâm đường tròn đáy của hình nón.
Gọi E là trung điểm của AC khi đó ta có: \(BE=\sqrt{A{{B}^{2}}-A{{E}^{2}}}=\sqrt{100{{a}^{2}}-36{{a}^{2}}}=8a\).
\(\Rightarrow {{S}_{ABC}}=\frac{1}{2}AC.BE=\frac{1}{2}.12a.8a=48{{a}^{2}}\)
Ta có: \(p=\frac{AB+BC+CA}{2}=16a\Rightarrow r=\frac{{{S}_{ABC}}}{p}=3a\)
Dựng \(IM\bot AB\Rightarrow \left\{ \begin{align} & AB\bot IM \\ & AB\bot SI\,\,\left( SI\bot \left( ABC \right) \right) \\ \end{align} \right.\Rightarrow AB\bot (SIM)\Rightarrow AB\bot SM\)
\(\left. \begin{align} & \left( SAB \right)\cap \left( ABC \right)=AB \\ & \left( SAB \right)\supset SM\bot AB \\ & \left( ABC \right)\supset IM\bot AB \\\end{align} \right\}\Rightarrow \widehat{\left( \left( SAB \right);\left( ABC \right) \right)}=\widehat{\left( SM;MI \right)}=\widehat{SMI}={{45}^{0}}\)
Mặt khác ta có:
\(\begin{align} & IM=r=3a\Rightarrow SI=IM\tan 45=3a \\ & V=\frac{1}{3}SI.\pi .{{r}^{2}}=9\pi {{a}^{3}} \\ \end{align}\)
Chọn A.