Cho khối chóp\(S.ABC\)có \(SA\bot (ABC)\); tam giác \(ABC\) cân tại \(A\),\(AB=a\);\(\widehat{BAC}=120{}^\circ \). Gọi \(H,K\) lần lượt là hình chiếu của \(A\) lên \(SB,SC\). Tính bán kính mặt cầu đi qua 5 điểm \(A,B,C,K,H\).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(I\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\) và \(AD\) là một đường kính của đường tròn \((I)\).
Tam giác \(ACD\) vuông tại \(C\), suy ra: \(DC\bot AC\) mà \(DC\bot SA\) nên \(DC\bot (SAC)\).
Ta lại có: \(\left\{ \begin{array}{l} AK \bot KC\\ AK \bot DC(do\,DC \bot (KCD) \end{array} \right. \Rightarrow AK \bot KC\).
Suy ra tam giác \(AKD\) vuông tại \(K\), suy ra: \(IA=ID=IK\).
Tương tự như trên ta cũng có: \(IA=ID=IH\).
Vậy thì \(IA=IB=IC=IK=IH\), do đó 5 điểm \(A,B,C,K,H\) cùng nằm trên một mặt cầu(đpcm).
Bán kính \(R\) của mặt cầu cũng là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\).
Áp dụng định lý cos ta có: \(BC=\sqrt{A{{B}^{2}}+A{{C}^{2}}-2AB.AC.\cos 120{}^\circ }=a\sqrt{3}\).
Áp dụng định lý sin ta có: \(\frac{BC}{\sin A}=2R\Rightarrow R=\frac{BC}{2\sin A}=\frac{a\sqrt{3}}{2.\frac{\sqrt{3}}{2}}=a\).