Cho hình chóp \(S.ABC\) có các cạnh bên nghiêng đều trên đáy một góc 30o và đáy là tam giác ABC vuông với cạnh huyền \(BC = 2\sqrt 3 \). Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp đã cho bằng A.\(2.\) B.\(\sqrt 2 .\) C.\(\sqrt 3 .\) D.\(1.\)
Đáp án đúng: A Phương pháp giải: - Gọi \(H\) là trung điểm của \(BC\) , chứng minh \(SH \bot \left( {ABC} \right)\). - Tìm điểm \(O\) cách đều tất cả các đỉnh của hình chóp. - Sử dụng công thức tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác: \(R = \dfrac{{abc}}{{4S}}\) với \(a,\,\,b,\,\,c\) là độ dài 3 cạnh của tam giác, \(S\) là diện tích tam giác.Giải chi tiết: Tam giác \(ABC\) là tam giác vuông tại \(A\) cạnh huyền \(BC\) nên có tâm đường tròn ngoại tiếp là \(H\) - trung điểm của \(BC\). Lại có: Các cạnh bên đều tạo với đáy một góc \({30^0}\) nên \(SH \bot \left( {ABC} \right)\). Gọi \(O\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(SBC\) ta có \(OS = OB = OC\). Mà \(O \in SH \Rightarrow OA = OB = OC\). Do đó ta có \(OS = OA = OB = OC \Rightarrow O\) là tâm mặt cầu ngoại tiếp khối chóp \(S.ABC\). \( \Rightarrow \) Bán kính mặt cầu ngoại tiếp chóp \(S.ABC\) là \(R = OS\) cũng chính là bán kính đường tròn ngoại tiếp \(\Delta SBC\). Ta có: \(SH \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow HB\) là hình chiếu của \(SB\) lên \(\left( {ABC} \right)\). \( \Rightarrow \angle \left( {SB;\left( {ABC} \right)} \right) = \angle \left( {SB;HB} \right) = \angle SBH = {30^0}\). CMTT ta có \(\angle SCH = {30^0}\) nên tam giác \(SBC\) cân tại \(S\). Ta có: \(SB = \dfrac{{BH}}{{\cos {{30}^0}}} = \dfrac{{\sqrt 3 }}{{\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}}} = 2 = SC\); \(SH = BH.\tan {30^0} = \sqrt 3 .\dfrac{{\sqrt 3 }}{3} = 1\). \( \Rightarrow {S_{\Delta SBC}} = \dfrac{1}{2}SH.BC = \dfrac{1}{2}.1.2\sqrt 3 = \sqrt 3 \). Bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác \(SBC\) là: \(R = OS = \dfrac{{SB.SC.BC}}{{4{S_{\Delta SBC}}}} = \dfrac{{2.2.2\sqrt 3 }}{{4.\sqrt 3 }} = 2\). Vậy bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp đã cho bằng \(2\). Chọn A.