Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh 2 a . Góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABCD) bằng 60 o . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABCD ?
A. R = 2 a
B. R = a
C. R = 2 3 3 a
D. R = 3 2 a
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C.
* Hướng dẫn giải:
Gọi H = A C ∩ B C , hình chóp tứ giác đều S.ABCD
⇒ S H ⊥ ( A B C D )
Dựng hình như bên với OP là đường trung trực của đoạn SD
⇒ SO = OA = OB = OC = OD = R
⇒ R = S O = S D . S P S H = S D 2 2 . S H
Ta có A H ⊥ B D A H ⊥ S H ⇒ A H ⊥ ( S B D )
Cạnh AC = 2a ⇒ AH = a
⇒ S H = a 3 S A = 2 a
Ta có A D C ^ = A B C ^ = 60 ° , suy ra tam giác ADC là tam giác đều cạnh a. Gọi N là trung điểm cạnh DC, G là trọng tâm của tam giác ABC. Ta có A N = a 3 2 ; A G = a 3 3
Trong mặt phẳng (SAN), kẻ đường thẳng Gx//SA, suy ra Gx là trục của tam giác ADC.
Gọi M là trung điểm cạnh SA. Trong mặt phẳng (SAN) kẻ trung trực của SA cắt Gx tại I thì IS=IA=ID=IC nên I chính là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện S.ACD. Bán kính R của mặt cầu bằng độ dài đoạn IA.
Trong tam giác AIG vuông tại G, ta có:
Vì ABCD là hình vuông nên OA = OB = OC (1)
Dễ dàng chứng minh được A H ⊥ H C nên tam giác AHC vuông tại H và có O là trung điểm cạnh huyền AC nên suy ra OH = OC
Từ (1) và (2) suy ra
Xác định được
Tính được
Suy ra tam giác SBD vuông tại S. Vậy các đỉnh S, A, C cùng nhìn xuống BD dưới một góc vuông nên
Chọn B.
Đáp án C.
* Hướng dẫn giải:
Gọi H = A C ∩ B C , hình chóp tứ giác đều S.ABCD
⇒ S H ⊥ ( A B C D )
Dựng hình như bên với OP là đường trung trực của đoạn SD
⇒ SO = OA = OB = OC = OD = R
⇒ R = S O = S D . S P S H = S D 2 2 . S H
Cạnh AC = 2a ⇒ A H = a ⇒ S H = a 3