Câu hỏi
Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu (S) có tâm I(1 ; 2 ; 3) và đi qua điểm A(5 ; -2 ; -1). Xét các điểm B, C, D thuộc (S) sao cho AB, AC, AD đôi một vuông góc với nhau. Thể tích của khối tứ diện ABCD có giá trị lớn nhất bằng
- A 256
- B 128
- C \(\dfrac{{256}}{3}\)
- D \(\dfrac{{128}}{3}\)
Phương pháp giải:
Bán kính ngoại tiếp tứ diện vuông OABC có \(OA = a;\,\,OB = b;\,\,OC = c\) là \(R = \dfrac{{\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }}{2}\)
Lời giải chi tiết:
Bán kính của mặt cầu \(\left( S \right)\) là: \(R = IA = \sqrt {{4^2} + {4^2} + {4^2}} = 4\sqrt 3 \)
Đặt \(OA = a;\,\,OB = b;\,\,OC = c \Rightarrow R = \dfrac{{\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }}{2} = 4\sqrt 3 \Leftrightarrow {a^2} + {b^2} + {c^2} = 192\)
Áp dụng BĐT Cô-si ta có: \(192 = {a^2} + {b^2} + {c^2} \ge 3\sqrt[3]{{{{\left( {abc} \right)}^2}}} \Leftrightarrow abc \le 512\)
\( \Rightarrow {V_{OABC}} = \dfrac{1}{6}abc \le \dfrac{{256}}{3}\)
Dấu bằng xảy ra \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = b = c\\{a^2} + {b^2} + {c^2} = 192\end{array} \right. \Leftrightarrow a = b = c = 8\).
Chọn C.