Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thang vuông tại A và B. Biết . Gọi E là trung điểm của AD. Tính bán kính mặt cầu đi qua các điểm A, B, C, D, E.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn A.
Gọi H là trung điểm của CD, M là trung điểm của BC. Khi đó HM ⊥ BC, SM ⊥ BC. Dễ thấy tam giác HBC vuông cân ở H, do đó tính được BC, SM. Từ đó tính được SH.
Đặt hệ trục tọa độ trong mặt phẳng đáy:
$A(0,0,0),; B(a,0,0),; D(0,a,0)$ (vì hình thang vuông tại $A, D$),
$C(2a,a,0)$ (do $CD = 2a$).
Trung điểm $H$ của $CD$ là:
$H\left(a,a,0\right)$.
Vì hình chiếu của $S$ xuống đáy là $H$ nên:
$S(a,a,h)$.
Diện tích tam giác $SBC$:
$\vec{SB} = (a-a,;0-a,;0-h) = (0,-a,-h)$
$\vec{SC} = (2a-a,;a-a,;0-h) = (a,0,-h)$
$\vec{SB} \times \vec{SC} = (ah,;ah,;a^2)$
$|\vec{SB} \times \vec{SC}| = \sqrt{a^2h^2 + a^2h^2 + a^4} = a\sqrt{2h^2 + a^2}$
Diện tích:
$S_{SBC} = \dfrac{1}{2} |\vec{SB} \times \vec{SC}| = \dfrac{a}{2}\sqrt{2h^2 + a^2}$
Theo đề:
$\dfrac{a}{2}\sqrt{2h^2 + a^2} = \dfrac{3\sqrt2}{2}a^2$
$\Rightarrow \sqrt{2h^2 + a^2} = 3\sqrt2,a$
$\Rightarrow 2h^2 + a^2 = 18a^2$
$\Rightarrow h^2 = \dfrac{17a^2}{2}$
$\Rightarrow h = a\sqrt{\dfrac{17}{2}}$
Diện tích đáy:
$S_{ABCD} = \dfrac{(AB + CD)\cdot AD}{2} = \dfrac{(a + 2a)\cdot a}{2} = \dfrac{3a^2}{2}$
Thể tích:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD}\cdot h= \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{3a^2}{2} \cdot a\sqrt{\dfrac{17}{2}}= \dfrac{a^3}{2}\sqrt{\dfrac{17}{2}}= \dfrac{a^3\sqrt{34}}{4}$
Đặt hệ trục tọa độ: Chọn $A(0,0,0),\ B(a,0,0),\ D(0,b,0)$. Ta sẽ xác định $b$ sau.
Vì $BC = 2a$ và $BD = a\sqrt{10}$, đặt $C$ sao cho đáy là hình thang vuông tại $A$ và $B$. Ta chọn $C(a+c,d,0)$, nhưng để đơn giản, ta có thể đặt $C$ theo tọa độ $C$ sao cho $BC = 2a$.
Trung điểm $H$ của $AB$: $H\left(\dfrac{a}{2},0,0\right)$ là hình chiếu của $S$ ⇒ $S\left(\dfrac{a}{2},0,h\right)$.
Xét góc giữa $SD$ và mặt phẳng đáy:
Hình chiếu $H$ ⇒ độ cao $SH = h$, đường chéo $SD$ → góc với đáy 60° ⇒ $\sin 60^\circ = \dfrac{SH}{SD}$
Cạnh $SD = \sqrt{(\dfrac{a}{2}-x_D)^2 + (0 - y_D)^2 + h^2}$
Với $D(0,b,0)$, ta có: $SD = \sqrt{(\frac{a}{2})^2 + b^2 + h^2}$
Theo đề: $\sin 60^\circ = \dfrac{h}{\sqrt{(\frac{a}{2})^2 + b^2 + h^2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$
⇒ $\dfrac{3}{4} = \dfrac{h^2}{\frac{a^2}{4} + b^2 + h^2} \Rightarrow 3\left(\frac{a^2}{4} + b^2 + h^2\right) = 4 h^2$
⇒ $\frac{3 a^2}{4} + 3b^2 + 3h^2 = 4h^2 \Rightarrow h^2 = \frac{3a^2}{4} + 3b^2$
Ta cần xác định $b$ từ dữ kiện đáy:
$BD^2 = a^2 + b^2 = 10 a^2 \Rightarrow b^2 = 9a^2 \Rightarrow b = 3a$
Vậy: $h^2 = \dfrac{3 a^2}{4} + 3 \cdot (3a)^2 = \dfrac{3a^2}{4} + 27 a^2 = \dfrac{111 a^2}{4}$
⇒ $h = \dfrac{\sqrt{111}}{2} a$
Diện tích đáy $ABCD$ (hình thang):
$AD \parallel BC$, $AD$ chưa biết, nhưng hình thang vuông tại $A$ và $B$ ⇒ $AD = ?$
Đặt $A(0,0,0), B(a,0,0), D(0,3a,0), C(2a,3a,0)$ để thỏa mãn $BC = 2a$ và $BD^2 = a^2 + 3a^2 = 10 a^2$
Diện tích đáy:
$S_{ABCD} = \dfrac{(AD + BC) \cdot \text{chiều cao}}{2} = \dfrac{(3a + 2a)\cdot 3a}{2} = \dfrac{15 a^2}{2}$
Thể tích:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{15 a^2}{2} \cdot \dfrac{\sqrt{111}}{2} a = \dfrac{15 \sqrt{111}}{12} a^3 = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$
Đáp án D

Dựng HK ⊥ BD, do SH ⊥ BD nên ta có:
(SKH) ⊥ BD => Góc giữa hai mặt phẳng (SBD) và mặt phẳng đáy là góc SKH = 600
Lại có: ![]()

Do đó 
Vậy 
Đặt hệ trục tọa độ:
$A(0,0,0),\ B(a,0,0),\ D(0,3a,0)$.
Trung điểm $H$ của $AB$ là hình chiếu của $S$ lên đáy: $H\left(\dfrac{a}{2},0,0\right) \implies S\left(\dfrac{a}{2},0,h\right)$.
Đường chéo $BD$ tính theo tọa độ: $BD^2 = (a-0)^2 + (0-3a)^2 = a^2 + 9a^2 = 10a^2$.
Góc giữa mặt phẳng $(SBD)$ và đáy là $60^\circ$, do đó:
$\sin 60^\circ = \dfrac{SH}{\sqrt{\left(\dfrac{a}{2}\right)^2 + (3a)^2 + h^2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
Giải ra:
$\dfrac{3}{4} = \dfrac{h^2}{\dfrac{a^2}{4} + 9a^2 + h^2} = \dfrac{h^2}{\dfrac{37 a^2}{4} + h^2} \implies 3\left(\dfrac{37a^2}{4} + h^2\right) = 4h^2$
$\dfrac{111 a^2}{4} + 3h^2 = 4h^2 \implies h^2 = \dfrac{111 a^2}{4} \implies h = \dfrac{\sqrt{111}}{2} a$.
Diện tích đáy $ABCD$ (hình thang vuông tại $A$ và $B$):
$S_{ABCD} = \dfrac{(AD + BC) \cdot \text{chiều cao}}{2} = \dfrac{(3a + 2a) \cdot 3a}{2} = \dfrac{15 a^2}{2}$.
Thể tích khối chóp:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{15 a^2}{2} \cdot \dfrac{\sqrt{111}}{2} a = \dfrac{15 \sqrt{111}}{12} a^3 = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$.
$\boxed{V = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3}$
Chọn D

Ta có ![]()
Gọi H là trung điểm AB thì
,
kẻ
, ta có
là góc giữa (SBD) và (ABCD), do đó
= 600
Gọi AM là đường cao của tam giác vuông ABD. Khi đó, ta có:

Đặt hệ trục tọa độ:
$A(0,0,0),\ B(a,0,0),\ D(0,3a,0)$.
Trung điểm $H$ của $AB$ là hình chiếu của $S$ lên đáy: $H\left(\dfrac{a}{2},0,0\right) \implies S\left(\dfrac{a}{2},0,h\right)$.
Đường chéo $BD$:
$BD^2 = (a-0)^2 + (0-3a)^2 = a^2 + 9a^2 = 10a^2$.
Góc giữa mặt phẳng $(SBD)$ và đáy là $60^\circ$, do đó:
$\sin 60^\circ = \dfrac{SH}{\sqrt{\left(\dfrac{a}{2}\right)^2 + (3a)^2 + h^2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
Giải ra: $\dfrac{3}{4} = \dfrac{h^2}{\dfrac{37 a^2}{4} + h^2} \implies 3\left(\dfrac{37a^2}{4} + h^2\right) = 4h^2 \implies h^2 = \dfrac{111 a^2}{4} \implies h = \dfrac{\sqrt{111}}{2} a$.
Diện tích đáy $ABCD$ (hình thang vuông tại $A$ và $B$):
$S_{ABCD} = \dfrac{(AD + BC) \cdot \text{chiều cao}}{2} = \dfrac{(3a + 2a) \cdot 3a}{2} = \dfrac{15 a^2}{2}$.
Thể tích khối chóp:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{15 a^2}{2} \cdot \dfrac{\sqrt{111}}{2} a = \dfrac{15 \sqrt{111}}{12} a^3 = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$.
$\boxed{V = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3}$
Đặt hệ trục tọa độ:
$A(0,0,0),\ B(a,0,0),\ D(0,3a,0)$.
Trung điểm $H$ của $AB$ là hình chiếu của $S$ lên đáy:
$H\left(\dfrac{a}{2},0,0\right) \implies S\left(\dfrac{a}{2},0,h\right)$.
Đường chéo $BD$:
$BD^2 = (a-0)^2 + (0-3a)^2 = a^2 + 9a^2 = 10 a^2$.
Góc giữa mặt phẳng $(SBD)$ và đáy là $60^\circ$, do đó:
$\sin 60^\circ = \dfrac{SH}{\sqrt{\left(\dfrac{a}{2}\right)^2 + (3a)^2 + h^2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
Giải ra:
$\dfrac{3}{4} = \dfrac{h^2}{\dfrac{37 a^2}{4} + h^2} \implies 3\left(\dfrac{37 a^2}{4} + h^2\right) = 4 h^2 \implies h^2 = \dfrac{111 a^2}{4} \implies h = \dfrac{\sqrt{111}}{2} a$.
Diện tích đáy $ABCD$ (hình thang vuông tại $A$ và $B$):
$S_{ABCD} = \dfrac{(AD + BC) \cdot \text{chiều cao}}{2} = \dfrac{(3a + 2a) \cdot 3a}{2} = \dfrac{15 a^2}{2}$.
Thể tích khối chóp:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{15 a^2}{2} \cdot \dfrac{\sqrt{111}}{2} a = \dfrac{15 \sqrt{111}}{12} a^3 = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$.
$V = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$
Đặt hệ trục tọa độ:
$A(0,0,0),\ B(a,0,0),\ D(0,b,0)$.
Trung điểm $H$ của $AB$ là hình chiếu của $S$ lên đáy:
$H\left(\dfrac{a}{2},0,0\right) \implies S\left(\dfrac{a}{2},0,h\right)$.
Đường chéo $BD$:
$BD^2 = (B_x - D_x)^2 + (B_y - D_y)^2 = a^2 + b^2 = 10 a^2 \implies b^2 = 9 a^2 \implies b = 3a$.
Góc giữa mặt phẳng $(SBD)$ và đáy là $60^\circ$, do đó:
$\sin 60^\circ = \dfrac{SH}{\sqrt{SD_x^2 + SD_y^2 + h^2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$
với $SD_x^2 + SD_y^2 = \left(\dfrac{a}{2} - 0\right)^2 + (0 - 3a)^2 = \dfrac{a^2}{4} + 9 a^2 = \dfrac{37 a^2}{4}$.
Giải ra $h$:
$\dfrac{\sqrt{3}}{2} = \dfrac{h}{\sqrt{\dfrac{37 a^2}{4} + h^2}} \implies \dfrac{3}{4} = \dfrac{h^2}{\dfrac{37 a^2}{4} + h^2} \implies 3\left(\dfrac{37 a^2}{4} + h^2\right) = 4 h^2 \implies h^2 = \dfrac{111 a^2}{4} \implies h = \dfrac{\sqrt{111}}{2} a$.
Diện tích đáy $ABCD$ (hình thang vuông tại $A$ và $B$):
$S_{ABCD} = \dfrac{(AD + BC) \cdot \text{chiều cao}}{2} = \dfrac{(3a + 2a) \cdot 3a}{2} = \dfrac{15 a^2}{2}$.
Thể tích khối chóp:
$V = \dfrac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{15 a^2}{2} \cdot \dfrac{\sqrt{111}}{2} a = \dfrac{15 \sqrt{111}}{12} a^3 = \dfrac{5 \sqrt{111}}{4} a^3$.
a, Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}AB\perp SA\left(do:SA\perp\left(ABCD\right)\right)\\AB\perp AD\left(gt\right)\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow AB\perp\left(SAD\right)\)
Từ C kẻ CH // AB ⇒ CH ⊥ (SAD)
⇒ d (C, (SAD)) = CH = 2a
b, Ta có: \(\left(SAC\right)\cap\left(ABCD\right)=AC\)
Hạ DE ⊥ AC ⇒ DE ⊥ (SAC)
⇒ d(D, (SAC)) = DE
Ta có: AC = 2a√2, AH = HC 2a và HD = a
Xét tam giác HDC vuông tại H, có: \(DC=\sqrt{HD^2+HC^2}=a\sqrt{5}\)
Xét tam giác AHC vuông cân tại H, có: \(\widehat{HAC}=45^o=\widehat{DAE}\)
Xét tam giác ADE vuông tại E, có: \(DE=AD.sin\widehat{DAE}=\dfrac{3a\sqrt{2}}{2}\)










Xét tứ giác ABCE có
là hình bình hành.
Lại có
là hình vuông cạnh a.
Bán kính đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCE là
R d = a 2 2
Sử dụng công thức tính nhanh bán kính mặt cầu ngoại tiếp chóp
S.ABCE là:
Chọn B.