Câu hỏi
Tứ diện \(ABCD\) có \(AB = 2,CD = 2\sqrt 2 ,\widehat {ABC} = \widehat {DAB} = {90^0}\) và góc giữa \(AD,BC\) bằng \({45^0}\). Khi đó, bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện là:
- A \(\sqrt 2 \)
- B \(\sqrt 3 \)
- C \(2\sqrt 3 \)
- D \(\sqrt 5 \)
Lời giải chi tiết:
Dựng hình chữ nhật ABED. Ta có mặt cầu tâm I ngoại tiếp tứ diện ABCD cũng phải đi qua điểm E
Do đó I là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện BCDE
Ta có AB ⊥ BE; AB ⊥ BC ⇒ AB ⊥ (BCE)
Vì DE // AB nên DE ⊥ (BCE)
Dựng tam giác vuông cân COE trong mặt phẳng (BCE) sao cho B và O nằm cùng phía với CE
Ta chứng minh được O là tâm đường tròn ngoại tiếp ∆ BCE. Dựng hình chữ nhật MEOI với M là trung điểm DE thì I là giao của mặt phẳng trung trực của DE với trục của đường tròn ngoại tiếp ∆ BCE nên I là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện BCDE
Bán kính mặt cầu này là
\(\begin{array}{l}R = IE = \sqrt {M{E^2} + O{E^2}} \\ME = \frac{{DE}}{2} = \frac{{AB}}{2} = 1\end{array}\)
\(OE = \frac{{CE}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{\sqrt {C{D^2} - D{E^2}} }}{{\sqrt 2 }} = \frac{{\sqrt {C{D^2} - A{B^2}} }}{{\sqrt 2 }} = \sqrt 2 \) (vì ∆ CED vuông tại E)
\( \Rightarrow R = \sqrt 3 \)
Chọn B.