Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B, AB=BC=a; AD = 2a. Tam giác SAD đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp khối chóp tam giác S.ABC.
A. 3 πa 2
B. 5 πa 2
C. 6 πa 2
D. 10 πa 2
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Diện tích hình thang ABCD là:
S A B C D = A B . A D + B C 2 = 5
Vậy thể tích khối chóp S.ABCD là:
V = 1 3 . S A . S A B C D = 1 3 . S A . S A B C D = 1 3 .2.5 = 10 3 (đvtt)
Đáp án D
Dựng HK ⊥ BD, do SH ⊥ BD nên ta có:
(SKH) ⊥ BD => Góc giữa hai mặt phẳng (SBD) và mặt phẳng đáy là góc SKH = 600
Lại có:
Do đó
Vậy
Chọn D
Ta có
Gọi H là trung điểm AB thì ,
kẻ , ta có là góc giữa (SBD) và (ABCD), do đó = 600
Gọi AM là đường cao của tam giác vuông ABD. Khi đó, ta có:
Đáp án B
S I C D = S A B C D − S A I D − S B I C = 3 a 2 − a 2 − a 2 2 = 3 a 2 2 ; C D = 2 a 2 + a 2 = a 5
Gọi K, H lần lượt là hình chiếu của I lên CD và SK
⇒ I H ⊥ S C D ⇒ I H = d I ; S C D = 3 a 2 4
S Δ I C D = 1 2 I K . C D ⇒ I K = 2 S I C D C D = 3 a 2 a 5 = 3 a 5
1 I H 2 = 1 I K 2 + 1 I S 2 ⇒ 1 I S 2 = 8 9 a 2 − 5 9 a 2 = 1 3 a 2 ⇒ I S = a 3
⇒ V S . A B C D = 1 3 .3 a 2 . a 3 = a 3 3
Gọi E là trung điểm của AD ta chỉ ra mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC cũng là mặt cầu ngoại tiếp hình
chóp S.EABC .
Từ đó ta đưa về bài toán tìm bán kính của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp có cạnh bên vuông góc với đáy.
Sử dụng công thức tính nhanh
với R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp, r là bán kính
đường tròn ngoại tiếp đáy hình chóp, h là chiều cao hình chóp
Sử dụng công thức tính diện tích mặt cầu
Mà SE vuông góc với AD (do tam giác SAD đều có SE là trung tuyến)
Suy ra SE vuông góc với ( ABCD)=>SE vuông góc với (EABC)
Nhận thấy EABC là hình vuông nên đường tròn ngoại tiếp EABC cũng
là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
Hay mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC cũng là mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.EABC.
Mà hình chóp S.EABC có cạnh bên SE vuông góc với (EABC) và đáy EABC là hình vuông cạnh a. Gọi I là tâm hình vuông EABC
Suy ra bán kính mặt cầu ngoại tiếp chóp S.EABC là