Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác đều cạnh 2a, SA vuông góc với mặt phẳng đáy, góc giữa mặt phẳng (SBC) và mặt phẳng đáy bằng 60o. Diện tích của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTâm O của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC là giao điểm của trục đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC và mặt phẳng trung trực đoạn SA (thể hiện trên hình vẽ).
Bán kính mặt cầu là R = OA.
Vì BC vuông góc với AI, SI nên góc giữa (SBC) và (ABC) là \(\widehat {SIA} = {60^0}.\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
+ AI = AB\frac{{\sqrt 3 }}{2} = a\sqrt 3 ;{\rm{ }}AG = \frac{2}{3}AI = \frac{2}{3}a\sqrt 3 .\\
+ SA = AI.\tan {60^0} = a\sqrt 3 .\sqrt 3 = 3a \Rightarrow MA = \frac{{3a}}{2}.\\
+ R = OA = \sqrt {O{G^2} + A{G^2}} = \sqrt {M{A^2} + A{G^2}} = \sqrt {\frac{{9{a^2}}}{4} + \frac{{12}}{9}{a^2}} = \frac{{a\sqrt {129} }}{6}.
\end{array}\)
Diện tích của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC bằng:
\(S = 4\pi {R^2} = 4\pi {\left( {\frac{{a\sqrt {129} }}{6}} \right)^2} = \frac{{43\pi {a^2}}}{3}.\)
Đề thi tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2020
Bộ GD&ĐT mã đề 103