Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình chữ nhật, \(AB=3,\,AD=4\) và các cạnh bên của hình chóp tạo với mặt đáy góc \(60{}^\circ \). Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp hình chóp đã cho?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(O=AC\cap BD\). Khi đó, \(SO\) là trục của hình chóp \(S.ABCD\).
Gọi \(M\) là trung điểm của của \(SD\). Kẻ đường trung trực của cạnh \(SD\) cắt \(SO\) tại \(I\). Khi đó, \(I\) là tâm khối cầu ngoại tiếp hình chóp \(S.ABCD\).
Ta có: \(\Delta SMI\sim \Delta SOD\) suy ra \(\frac{SM}{SO}=\frac{SI}{SD}=\frac{MI}{OD}\Rightarrow SI=\frac{SM.SD}{SO}=\frac{S{{D}^{2}}}{2\text{S}O}\).
Ta có: \(OD=\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}\sqrt{{{3}^{2}}+{{4}^{2}}}=\frac{5}{2}\). Xét tam giác \(SOD\) vuông tại \(O\), ta có:
\(SO=\tan 60{}^\circ .O\text{D}=\frac{5\sqrt{3}}{2}\), \(SD=\frac{OD}{\text{cos}\,\text{60}{}^\circ }=5\).
Suy ra \(SI=\frac{{{5}^{2}}}{2.\frac{5\sqrt{3}}{2}}=\frac{5\sqrt{3}}{3}\). Vậy \(V=\frac{4}{3}\pi {{\left( \frac{5\sqrt{3}}{3} \right)}^{3}}=\frac{500\sqrt{3}}{27}\pi \).
Chọn C
Đề thi thử Tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2023-2024
Trường THPT Sương Nguyệt Anh