Câu hỏi
Cho tứ diện\(ABCD\) có \(DA\) vuông góc với \(\left( {ABC} \right)\) và \(AD = a,AC = 2a\); cạnh \(BC\) vuông góc với cạnh \(AB\). Tính bán kính \(r\) của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện\(ABCD\).
- A \(r = a\sqrt 5 \).
- B \(r = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}\).
- C \(r = a\).
- D \(r = \dfrac{{a\sqrt 5 }}{2}\).
Phương pháp giải:
+) Xác định tâm mặt cầu ngoại tiếp khối tứ diện là điểm cách đều tất cả các đỉnh của tứ diện.
+) Áp dụng định lí Pytago tính bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện.
Lời giải chi tiết:
Tam giác ABC vuông tại B, M là trung điểm của AC \( \Rightarrow M\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
Gọi I là trung điểm của CD \( \Rightarrow IC = ID\) (1)
Ta có: IM là đường trung bình của tam giác ACD
\( \Rightarrow IM//AD\)
Mà \(AD \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow IM \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow IA = IB = IC\) (2)
Từ (1), (2) \( \Rightarrow IA = IB = IC = ID \Rightarrow I\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện\(ABCD\), bán kính mặt cầu: \(r = \dfrac{{CD}}{2} = \dfrac{{\sqrt {A{D^2} + A{C^2}} }}{2} = \dfrac{{\sqrt {{a^2} + 4{a^2}} }}{2} = \dfrac{{a\sqrt 5 }}{2}\)
Chọn: D