Câu hỏi
Cho hình lăng trụ đứng có chiều cao bằng \(h\) không đổi, một đáy là tứ giác \(ABCD\) với \(A,\) \(B,\) \(C,\) \(D\) di động. Gọi \(I\) là giao điểm của hai đường chéo \(AC\) và \(BD.\) Cho biết \(IA.IC=IB.ID={{h}^{2}}.\) Tính giá trị nhỏ nhất của bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình lăng trụ đã cho.
- A \(2h.\)
- B \(\frac{h\sqrt{5}}{2}.\)
- C
\(h.\)
- D \(\frac{h\sqrt{3}}{2}.\)
Phương pháp giải:
Sử dụng phương tích, xác định bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình lăng trụ (thông qua dựng hình)
Lời giải chi tiết:
Do lăng trụ nội tiếp mặt cầu nên gọi \(\left( K;r \right)\) là đường tròn ngoại tiếp tứ giác \(ABCD\)\(\Rightarrow \,\,IA.IC=IB.ID={{r}^{2}}-I{{K}^{2}}\) (phương tích).
Suy ra \({{r}^{2}}={{h}^{2}}+I{{K}^{2}}.\) Gọi \(\left( O;R \right)\) là mặt cầu ngoại tiếp lăng trụ.
Ta có \({{R}^{2}}=K{{A}^{2}}+O{{K}^{2}}={{r}^{2}}+\frac{{{h}^{2}}}{4}=\frac{5}{4}{{h}^{2}}+I{{K}^{2}}\ge \frac{5}{4}{{h}^{2}}\Rightarrow R\ge \frac{h\sqrt{5}}{2}.\)
Vậy \({{R}_{\min }}=\frac{h\sqrt{5}}{2},\) khi \(I\) là tâm đường tròn ngoại tiếp \(ABCD.\)
Chọn B.