Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy là tam giác vuông tại \(A\), cạnh huyền \(BC=6\,\,\left( cm \right)\), các cạnh bên cùng tạo với đáy một góc \(60{}^\circ \). Diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp \(S.ABC\) là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(H\) là hình chiếu vuông góc của \(S\) lên mặt phẳng \(\left( ABC \right)\). Gọi \(O\) là trung điểm của \(BC\).
Tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\), \(O\) là trung điểm của cạnh huyền \(BC\), suy ra \(OA=OB=OC\,\,\,(1)\).
Xét các tam giác \(\Delta SHA,\,\,\Delta SHB,\,\,\Delta SHC\) có:
\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} SH\,\,chung\\ \widehat {SHA} = \widehat {SHB} = \widehat {SHC} = 90^\circ \\ \widehat {SAH} = \widehat {SBH} = \widehat {SCH} = 60^\circ \end{array} \right.\\ \Rightarrow \Delta SHA = \Delta SHB = \Delta SHC\,(g.c.g) \Rightarrow HA = HB = HC\,\,(2) \end{array}\).
Từ \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 2 \right)\) suy ra \(H\) trùng \(O\). Khi đó \(SH\) là trục đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\).
Trong \(\Delta SAH\) dựng trung trực của \(SA\) cắt \(SH\) tại \(I\).
Khi đó \(IA=IB=IC=IS\). Vậy \(I\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp \(S.ABC\).
\(\Delta SBC\) đều cạnh bằng \(6\,\,\left( cm \right)\) \(\Rightarrow SO=3\sqrt{3}\Rightarrow SI=\frac{2}{3}.SO=\frac{2}{3}.3\sqrt{3}=2\sqrt{3}\).
Diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp \(S.ABC\) là: \(S=4\pi {{\left( 2\sqrt{3} \right)}^{2}}=48\pi \left( c{{m}^{2}} \right)\).