Cho hình chóp S.ABCS . A B C với SA=2S A = 2; BC=2B C = 2. Một hình cầu bán kính 4 tiếp xúc với mặt phẳng (ABC)\left( A B C \right) tại CC, tiếp xúc với SAS A tại SS và cắt SBS B tại điểm thứ hai DD sao cho CDC D đi qua tâm của mặt cầu. Tính thể tích của khối chóp S.ABCS . A B C.

A.  

1617\dfrac{16}{17}.

B.  

83\dfrac{8}{3}.

C.  

8351\dfrac{8 \sqrt{3}}{51}.

D.  

312\dfrac{\sqrt{3}}{12}.

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:



Gọi II là tâm mặt cầu theo đề bài. Theo giả thiết ta có ISSAI S \bot S A(1)
Đồng thời ICDI \in C DDC(BCA)D C \bot \left( B C A \right) tại CC \Rightarrow ICACI C \bot A C(2)
Từ (1),(2)\left( 1 \right) , \left( 2 \right) ta suy ra AC=SA=2=BCA C = S A = 2 = B C (do ΔIAC=ΔISA\Delta I A C = \Delta I S A)
Đồng thời DB=DA=DC2+CA2=217D B = D A = \sqrt{D C^{2} + C A^{2}} = 2 \sqrt{17} (do ΔACD=ΔBCD\Delta A C D = \Delta B C D).
Xét cát tuyến BSDB S D và tiếp tuyến BCB Cđối với mặt cầu (I;CD2)\left( I ; \dfrac{C D}{2} \right).
Suy ra BC2=BS.BDBS=21717BSBD=117B C^{2} = B S . B D \Rightarrow B S = \dfrac{2 \sqrt{17}}{17} \Rightarrow \dfrac{B S}{B D} = \dfrac{1}{17} VB.SACVB.ACD=117\Rightarrow \dfrac{V_{B . S A C}}{V_{B . A C D}} = \dfrac{1}{17}(3)
Xét tam giác ΔDSA\Delta D S AΔDAB\Delta D A B
cosDAB^=cosSDA^DA2+DS2SA22.DA.DS=DA2+DB2AB22.DA.DBcos \widehat{D A B} = cos \widehat{S D A} \Leftrightarrow \dfrac{D A^{2} + D S^{2} - S A^{2}}{2 . D A . D S} = \dfrac{D A^{2} + D B^{2} - A B^{2}}{2 . D A . D B} AB2=4AB=2\Rightarrow A B^{2} = 4 \Rightarrow A B = 2
Suy ra ΔABC\Delta A B C đều có cạnh AB=BC=CA=2A B = B C = C A = 2.
Do đó, từ (3)\left( 3 \right), ta có: VS.ABC=117VD.ABC=117.13.DC.AB234=8351V_{S . A B C} = \dfrac{1}{17} V_{D . A B C} = \dfrac{1}{17} . \dfrac{1}{3} . D C . \dfrac{A B^{2} \sqrt{3}}{4} = \dfrac{8 \sqrt{3}}{51}.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

51. Đề thi thử TN THPT môn Toán năm 2024 - THPT CHUYÊN HẠ LONG - QUẢNG NINH - LẦN 2THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

4,541 lượt xem 2,429 lượt làm bài