Câu 1: [2H2-3-2] (THPT Xuân Trường - Nam Định - 2018-BTN) Khinh khí cầu của
Mông–gôn–fie (Montgolfier) (người Pháp) nhà phát minh ra khinh khí cầu dùng
khí nóng. Coi khinh khí cầu này là một mặt cầu có đường kính 11m thì diện tích
của mặt khinh khí cầu là bao nhiêu? (lấy
22
và làm tròn kết quả đến chữ số
7
thập phân thứ hai).
B. 697,19 m2 .
A. 380, 29 m2 .
95, 07 m2 .
C. 190,14 m2 .
D.
Lời giải
Chọn A
Bán kính của khi khí cầu là R
11
m .
2
Diện tích mặt cầu là S 4 R 2 121 380.29 m2 .
Câu 2: [2H2-3-2] (THPT TRIỆU SƠN 2) Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình
vuông cạnh a , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy, biết SB a 3. Khi đó
bán kính mặt cầu tâm A và tiếp xúc với mặt phẳng SBD là:
A. R a
Ra
2
.
5
B. R a .
C. R a
2
.
5
D.
2 5
.
5
Lời giải
Chọn A
Câu 3: [2H2-3-2] (THPT CHU VĂN AN) Cho hình lăng trụ lục giác đều có cạnh đáy bằng
a , cạnh bên bằng 2a . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp lăng trụ.
A. R a 2 .
B. R a .
C. R a 3 .
Lời giải
Chọn A
D. R 2a .
Kí hiệu ABCDEF.ABCDEF là lăng trụ lục giác đều có cạnh đáy bằng a ;
O BE BE . Khi đó
OA OB OC OD OE OF
OA OB OC OD OE OF
Vậy tâm mặt cầu ngoại tiếp lăng trụ là O và bán kính bằng R
BE
.
2
Vì BEE B là hình vuông cạnh 2a , đường chéo BE 2 2a
nên bán kính mặt cầu là R a 2 .
Câu 4: [2H2-3-2] (SGD – HÀ TĨNH ) Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác
vuông cân tại B và cạnh AB 3 . Cạnh bên SA 6 và vuông góc với mặt phẳng
đáy. Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC là ?
A.
3 2
.
2
B. 9 .
C.
Lời giải
Chọn C
Gọi I là trung điểm SC .
Ta có SAC vuông tại A nên IA IC IS 1
BC AB
BC SB SBC vuông tại B .
Lại có
BC SA
Suy ra IB IC IS 2 .
6.
D.
3 6
.
2
SC
Từ 1 và 2 I ;
là mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC
2
Vì ABC vuông tại B nên: AC AB 2 BC 2 32 32 3 2 .
Vì SAC vuông tại A nên: SC SA2 AC 2 6 18 2 6 .
Vậy R 6 .
Câu 5: [2H2-3-2] (THPT SỐ 2 AN NHƠN) Cho hình chóp S .ABCD có đáy ABCD là
hình vuông cạnh bằng 6, mặt bên SAB là tam giác cân tại S nằm trong mặt phẳng
vuông góc với đáy và có góc ASB 120 . Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình
chóp S .ABCD .
B. 28 .
A. 84 .
C. 14 .
D. 42
.
Câu 6: [2H2-3-2] Cho hình lập phương ABCD. A' B 'C ' D ' có cạnh bằng a . Diện tích S của
mặt cầu ngoại tiếp hình lập phương đó là:
A. S 3 a .
2
3 a 2
B. S
.
4
C. S a2 .
D.
S 12 a2 .
Câu 7: [2H2-3-2] (THPT LƯƠNG VĂN CHÁNH) Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam
giác ABC vuông tại A , có SA vuông góc với mặt phẳng ABC và SA a ,
AB b , AC c . Mặt cầu đi qua các đỉnh A , B , C , S có bán kính R bằng
A. R
1 2 2 2
a b c .
2
C. R a 2 b2 c 2 .
B. R 2 a 2 b2 c 2 .
D. R
Lời giải
Chọn A
2a b c
.
3
Gọi D là trung điểm BC và E là trung điểm SA .
Gọi I là tâm mặt cầu cầu đi qua các đỉnh A, B, C , S . Khi đó I là giao điểm của
đường thẳng đi qua D , song song với SA và mặt phẳng trung trực của SA .
Do đó IDEA là hình chữ nhật.
2
2
Vậy R IA AE AD
1 2 1
1 2 2 2
SA BC 2
a b c .
4
4
2
Câu 8: [2H2-3-2] (THPT Chuyên Lào Cai) Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông
cạnh bằng 6 . Tam giác SAB vuông cân tại S và tam giác SCD đều.Tìm bán kính
R mặt cầu ngoại tiếp hình chóp đó
A. R
R
2 3.
B. R
C. R
21 .
3.
D.
3 3.
Lời giải
C
M
I
B
D
H
S
Chọn B
Nhận xét: Mặt cầu ngoại tiếp hình chóp SABCD chính là mặt cầu ngoại tiếp hình
chóp SBCD
Xét hình chóp SBCD có: CB SC CD 6 , BS 3 2 , SD 6 và BD 6 2
Gọi H là hình chiếu của C lên SBD H là tâm đường tròn ngoại tiếp SBD
Kẻ đường trung trực của BC cắt CH tại I suy ra IC IB IS ID IA
9 7
.
2
Mặt khác ta có BH là bán kính đường tròn ngoại tiếp SBD , suy ra:
BS .SD.BD 12
BH
4SSBD
7
Vậy bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp là:
Dùng công thức Hê-rông ta tính được: SSBD
CB2
CB 2
21
2CH 2 BC 2 BH 2
Câu 9: [2H2-3-2] (CHUYÊN VĨNH PHÚC)Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông
cạnh bằng a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy SA a 3. Diện tích mặt
cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABCD là:
R IC
A. 5 a .
2
4 a 2
B.
.
5
4 a 2
C.
.
3
D.
a2 3
6
.
Câu 10: [2H2-3-2] (TRƯỜNG THPT TH CAO NGUYÊN ) Cho hình chóp đều
S.ABCD có tam giác SAC đều cạnh a . Bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp hình
chóp là
A. R a .
R
B. R
a 3
.
2
C. R
a 2
.
2
D.
a 3
.
3
Lời giải
Chọn D
S
M
Δ
I
D
C
O
A
B
Gọi O AC BC . Khi đó SO là trục của đường tròn ngoại tiếp hình vuông
ABCD .
Gọi là đường trung trực của cạnh SA và I SO thì I là tâm mặt cầu ngoại
tiếp hình chóp S. ABCD .
và
SMI
SOA
SM SI
SM .SA a
a 3
SI
OI
.
SO SA
SO
6
3
Ta
đồng
có
Bán kính mặt cầu ngoại tiếp R IA
AO2 IO2
dạng
nên
a 3
.
3
Câu 11: [2H2-3-2] (CỤM 7 TP. HỒ CHÍ MINH) Hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là
hình thoi cạnh 1 , BAD 60 , SCD và SAD cùng vuông góc với mặt phẳng
ABCD , góc giữa
SC và mặt đáy ABCD bằng 45 . Tính diện tích mặt cầu
ngoại tiếp tứ diện SBCD .
A.
7
.
2
B.
7
.
4
C.
7
.
6
D.
7
.
3
Lời giải
Chọn D .
ABCD là hình thoi có BAD 60 ABD và BCD là hai tam giác đều cạnh bằng
1.
SAD ABCD
SD ABCD .
SCD ABCD
SAD SCD SD
Gọi G là trọng tâm tam giác ABC . Kẻ Gx / / SD Gx là trục đường tròn ngoại
tiếp tam giác BCD . Trong mặt phẳng SDG , kẻ đường thẳng Ky vuông góc với
SD và cắt Gx tại I (với K là trung điể m SD . I là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ
diện SBCD .
Ta có IG KD
1
2 3
21
3
, DG .
.
ID IG 2 GD 2
2
3 2
3
6
2
21 7
Vậy diện tích mặt cầu ngoại tiếp tứ diện SBCD là S 4 .
.
3
6
Câu 12: [2H2-3-2] Cho hình hộp chữ nhật ABCD.ABCD có AB a , AD 2a và
AA 2a . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABBC .
A. R 3a .
B. R
3a
.
4
C. R
Lời giải
3a
.
2
D. R 2a .
Chọn C
Ta có ABC ABC 90 nên mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABBC có đường kính
1 2
3a
2
2
a 2a 2a .
AC . Do đó bán kính là R
2
2
Câu 13: [2H2-3-2] (THPT TRẦN HƯNG ĐẠO) Cho tứ diện OABC có OA , OB , OC
đôi một vuông góc nhau và OA a, OB 2a, OC 3a. Diện tích của mặt cầu
S ngoại tiếp hình chóp
S.ABC bằng
A. S 8 a 2 .
B. S 14 a 2 .
C. S 12 a 2 .
D. S 10 a 2 .
Lời giải
Chọn B
Gọi M là trung điểm của BC .
Khi đó , Mx là trục đường tròn ngoại tiếp tam giác OBC
Gọi N là trung điểm của AO .
Trong OA, Mx , dựng đường trung trực Ny của OA
Gọi I Ny Mx .
Khi đó , I là tâm đường tròn ngoại tiếp tứ diện OABC .
Có : OM
1
a 13
a 14
. R OI OM 2 ON 2
BC
2
2
2
Diện tích của mặt cầu : S 4 R 2 14 a 2
Câu 14: [2H2-3-2] (THPT HAI BÀ TRƯNG) Một mặt cầu S ngoại tiếp tứ diện đều
cạnh a . Diện tích mặt cầu S là:
A.
3 a 2
3 a 2
. B.
. C. 6 a 2 .
4
2
D. 3 a 2 .
Lời giải
Chọn B
Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD .
Trong mặt phẳng ABO dựng đường trung trực của AB cắt AO tại I . Khi đó I
là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD .
Ta có: AO AB 2 BO 2 a 2
a2
2
AB 2
a
, R IA
3
3
2 AO
3 3 a 2
Diện tích mặt cầu S là: S 4 R 4 a .
8
2
2
2
Câu 15: [2H2-3-2] (THPT TRẦN HƯNG ĐẠO) Cho tứ
diện S.ABCD có tứ giác ABCD là hình vuông cạnh a.
Mặt bên SAB là tam giác đều và vuông góc với đáy.
Tính thể tích của khối cầu ngoại tiếp chóp S.ABCD.
7 21 3
a .
54
7
C. a 3 .
3
A.
7 21 3
a.
54
7
D. a 3 .
3
B.
Lời giải
Chọn A
Gọi H là trung điểm của AB . Vậy SH ABCD
a2
2a
2
3
a
3
.
8
Gọi O là tâm của hình vuông , G là trọng tâm SAB .
Dựng Ox là trục đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD
( Ox / /SH ) .
Dựng Gy là trục đường tròn ngoại tiếp tam giác SAB
Gy / /OH
Gọi I Ox Gy . Khi đó , I là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện S.ABCD
2
2 a 3 a 2 a 21
Có : R SI SG GI .
3 2 2 6
2
2
Thể tích của khối cầu ngoại tiếp chóp S.ABCD.
3
4
4 a 21 7 21 3
V R3
a .
3
3 6
54
Câu 16: [2H2-3-2] (THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU) Cho hình chóp đều S.ABC có
cạnh đáy bằng a , góc tạo bởi cạnh bên và đáy bằng 60 . Tính bán kính R của
mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC .
A. R
a
.
3
B. R
2a
.
3
C. R
Lời giải
Chọn B
Gọi M , N lần lượt là trung điểm SA, BC
I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC .
a 3
.
3
D. R
4a
.
3
Ta có AG
SA
2
a 3
AN
; SG AG.tan 60 a
3
3
AG
2a 3
o
cos 60
3
SMI # SGA
SM SI
SM .SA 1 SA2 2a
R SI
SG SA
SG
2 SG
3
Câu 17: [2H2-3-2] (THPT CHUYÊN BIÊN HÒA) Cho hình chóp S.ABC có ABC là tam
giác vuông cân tại B , AB BC 2a , cạnh SA vuông góc với mặt phẳng ABC ,
SA 2 2a . Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp S. ABC theo a .
A. 64 a 2 .
C. 8 a 2 .
B. 16 a 2 .
D. 4 a 2 .
Lời giải
Chọn B
S
C
A
B
CB AB
CB SAB CB SB SBC 90
Có
CB
SA
Mặt khác: SA AC SAC 90
Suy ra: SBC SAC 90 do đó mặt cầu đường kính SC là mặt cầu ngoại tiếp
S.ABC .
Xét tam giác vuông ABC ta có: AC 2 AB 2 BC 2 8a 2
Xét tam giác vuông SAC ta có: SC 2 SA2 AC 2 8a 2 8a 2 16a 2 SC 4a
Bán kính mặt cầu ngoại tiếp S.ABC là: R
SC
2a .
2
Diện tích mặt cầu là: S 4 R 2 16 a 2
Câu 18: [2H2-3-2] (THPT CHUYÊN BẾN TRE )Cho hình lăng trụ tam giác đều
ABC.ABC có độ dài cạnh đáy bằng a và chiều cao bằng 2a . Tính thể tích V
của khối cầu ngoại tiếp hình lăng trụ ABC.ABC .
A. V
8 3 a3
.
27
B. V
32 3 a3
.
9
C. V
32 3 a3
.
81
D. V
32 3 a3
.
27
Lời giải
Chọn D
Gọi O, O lần lượt là tâm các tam giác ABC và ABC .
Gọi I là trung điểm OO , suy ra I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình lăng trụ
ABC.ABC .
2
2 a 3
2a 3
2
Khi đó bán kính mặt cầu: r OA OI
.
3 2 a 3
2
2
3
4
4 2a 3 32 3 a3
Vậy V r 3
.
3
3 3
27
Câu 19: [2H2-3-2] (THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN)Cho hình chóp tứ giác đều có cạnh
đáy bằng 3 2 và đường cao bằng 3 3 . Tính diện tích S của mặt cầu ngoại tiếp
hình chóp đó.
A. 48 .
C. 12 .
B. 4 3 .
Lời giải
D. 32 3 .
Chọn A
Gọi O là tâm của ABCD O là tâm đường tròn ngoại tiếp ABCD ( do ABCD
là hình vuông). SO ABCD ( do S.ABCD là hình chóp tứ giác đều) nên SO là
trục đường tròn ngoại tiếp của ABCD .
Gọi M là trung điểm SA , trong SAO , kẻ đường trung trực d của SA cắt SO tại
I.
Suy ra I là tâm của mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABCD .
Bán kính r IS IA IB IC ID
2
AC
Mà: SA SO
27 9 6 ( tam giác SOA vuông tại O )
2
2
Ta có SIM đồng dạng SAO ( góc-góc)
SA.SM SA2
36
IS SM
2 3
IS
SA SO
SO
2SO 6 3
Suy ra: S 4 r 2 4 .12 48
Câu 20: [2H2-3-2] (THPT A HẢI HẬU) Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác
đều cạnh bằng a , mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông
góc với mặt phẳng đáy. Tính thể tích V của khối cầu ngoại tiếp hình chóp đã cho.
4 3 a3
A. V
.
27
5 15 a3
B. V
.
54
5 a 3
C. V
.
3
5 15 a3
D. V
.
18
Câu 21: [2H2-3-2] (THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU) Cho hình chóp S.ABCD có đáy
là hình vuông cạnh bằng a , SA vuông góc với đáy, SA a 2 . Tính thể tích V
của khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABCD .
A. V
32 3
a .
3
4
B. V a 3 .
3
C. V 4 a 3 .
D. V
4 2 3
a .
3
Lời giải
Chọn B
SC
SA2 AC 2
a
Bán kính khối cầu S.ABCD là: R
2
2
4
4
Câu 22: Thể tích khối cầu V R 3 a 3 . [2H2-3-2] (SGD Bình Dương - HKI - 2017 3
3
2018 - BTN) Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp hình lập phương có cạnh
bằng a .
A. R a 3 .
R
B. R a 2 .
a 6
.
2
Lời giải
Chọn C
C. R
a 3
.
2
D.
B
A
D
C
I
A
B
C
D
Gọi I là giao điểm của AC và AC . Khi đó, I chính là tâm của mặt cầu ngoại
tiếp hình lập phương. Bán kính R được tính bởi
R IA
AC
2
AA2 AC 2
2
a2 a2 a2
AA2 AB2 AD2
2
2
a 3
.
2
Câu 23: [2H2-3-2] (THPT Kiến An - HP - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Cho hình chóp
S.ABCD có đáy là hình thang vuông tại A , B . Biết SA ABCD , AB BC a
, AD 2a , SA a 2 . Gọi E là trung điểm của AD . Tính bán kính mặt cầu đi
qua các điểm S , A , B , C , E .
A.
a 30
.
6
B.
a 6
.
3
C.
a 3
.
2
D. a .
Lời giải
Chọn D
S
A
B
E
C
* Do SA ABCD SA AC SAC 90 .
* Do BC SAB BC SC SBC 90 .
* Do CE //AB CE SAD CE SE SEC 90 .
D
Suy ra các điểm A , B , E cùng nhìn đoạn SC dưới một góc vuông nên mặt
cầu đi qua các điểm S , A , B , C , E là mặt cầu đường kính SC .
Bán kính mặt cầu đi qua các điểm S , A , B , C , E là: R
SC
.
2
Xét tam giác SAC vuông tại A ta có: AC AB 2 a 2 SC AC 2 2a
R
SC
a.
2
Câu 24: [2H2-3-2] (Chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định - 8 Tuần HK1 - 2018 - BTN)
Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?
A. Bất kì một hình hộp nào cũng có một mặt cầu ngoại tiếp.
B. Bất kì một hình tứ diện nào cũng có một mặt cầu ngoại tiếp.
C. Bất kì một hình chóp đều nào cũng có một mặt cầu ngoại tiếp.
D. Bất kì một hình hộp chữ nhật nào cũng có một mặt cầu ngoại tiếp.
Lời giải
Chọn A
Điều kiện cần để một hình hộp có một mặt cầu ngoại tiếp là đáy của hình hộp là đa
giác nội tiếp.
Câu 25: [2H2-3-2] (THPT Trần Hưng Đạo-TP.HCM-2018) Cho hình lăng trụ tam giác
đều ABC.ABC có độ dài cạnh đáy bằng a và chiều cao bằng 2a . Tính thể tích V
của khối cầu ngoại tiếp hình lăng trụ ABC. ABC.
32 3 a3
.
27
32 3 a3
V
.
81
A. V
B. V
32 3 a3
.
9
C. V
8 3 a3
.
27
D.
Lời giải
Chọn B
C
A
O
B
I
C'
A'
O'
B'
Dựng trục OO của hai đáy và gọi I là trung điểm của OO . Khi đó I là tâm của mặt cầu
và bán kính mặt cầu R IA .
Trong tam giác vuông IOA ta có R OA2 OI 2 với OA
R
a 3
và OI 2a ta có
3
32 3 a3
4
2a 3
. Thể tích khối cầu V R 3 V
.
3
27
3
Câu 26: [2H2-3-2] (THPT Trần Hưng Đạo-TP.HCM-2018) Cho khối tứ diện OABC
với OA , OB , OC từng đôi một vuông góc và OA OB OC 6 . Tính bán kính
R của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC .
A. R 4 2 .
R3 3.
C. R 3 .
B. R 2 .
D.
Lời giải
Chọn A
A
N
I
C
O
M
B
Gọi M là trung điểm của BC , do tam giác OBC vuông tại O nên M là tâm đường
tròn ngoại tiếp tam giác OBC .
Qua M dựng đường thẳng d song song với OA khi đó d là trục đường tròn ngoại
tiếp tam giác OBC .Gọi là đường trung trực của cạnh OA và I là giao điểm của
và d . Khi đó I là tâm mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC .
1
2
Ta có OM BC
1
1
OB 2 OC 2 3 2 ; ON IM OA 3 .
2
2
Tam giác OMI vuông tại M nên IM OM 2 IM 2
3 2
2
32 3 3 .
Vậy bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện OABC là R 3 3 .
Câu 27: [2H2-3-2] (THPT Lê Hồng Phong - Nam Định - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Cho
hình chóp S.ABC có SA ABC , tam giác ABC vuông tại B . Biết SA 2a ,
AB a , BC a 3 . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp.
A. a .
B. 2a .
C. a 2 .
Lời giải
Chọn C.
D. 2a 2 .
BC SA
Ta có: SA ABC và tam giác ABC vuông tại B nên
BC SB .
BC AB
Do đó các đỉnh A và B cùng nhìn đoạn SC dưới một góc vuông.
Vậy tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp là trung điểm I của cạnh SC và bán kính
1
1
1
R
SA2 AC 2
SA2 AB 2 BC 2
4a 2 a 2 3a 2 a 2 .
2
2
2
Câu 28: [2H2-3-2] (THPT Kim Liên - HN - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Trong các hình
đa diện sau, hình nào không nội tiếp được trong một mặt cầu?
A. Hình tứ diện.
C. Hình chóp ngũ giác đều.
vuông.
B. Hình hộp chữ nhật.
D. Hình chóp có đáy là hình thang
Lời giải
Chọn D
Vì hình thang vuông không nội tiếp được trong một đường tròn nên hình chóp có
đáy là hình thang vuông không nội tiếp được trong một mặt cầu.
Câu 29: [2H2-3-2] (THPT Thăng Long – Hà Nội – Lần 1 – 2018) Cho hình chóp
S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, SA vuông góc với đáy, I là tâm mặt
cầu ngoại tiếp hình chóp. Khẳng định nào sau đây là đúng?
A. I là trung điểm SC .
SBD .
B. I là tâm đường tròn ngoại tiếp
C. I là giao điểm của AC và BD .
D. I là trung điểm SA .
Lời giải
Chọn A
Gọi I là trung điểm SC .
Ta có SA ABCD SA AC tam giác SAC vuông tại A
IA IC IS 1
Lại có: AB , AD là hình chiếu vuông góc của SB , SD lên mặt phẳng ABCD
Mà BC AB , CD AD nên BC SB , CD SD (định lí ba đường vuông góc)
các tam giác SBC và SAD vuông tại B và D
IB IC IS
2 .
IC ID IS
Từ 1 và 2 suy ra I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp
Vậy tâm I mặt mặt cầu ngoại tiếp hình chóp là trung điểm SC .
Câu 30: [2H2-3-2] (THPT Chuyên Vĩnh Phúc - lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Một hình hộp
hình chữ nhật nội tiếp mặt cầu và có ba kích thước là a , b , c . Tính bán kính của
mặt cầu.
A.
a 2 b2 c 2 .
B.
2 a 2 b 2 c 2 . C.
1 2 2 2
a b c .
2
Lời giải
Chọn D
a 2 b2 c2
.
3
D.
Đường kính của mặt cầu chính là đường chéo của hình hộp chữ nhật, nên mặt cầu
1 2
có bán kính R
a b2 c2 .
2
Câu 31: [2H2-3-2] (CỤM CÁC TRƯỜNG CHUYÊN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU
LONG-LẦN 2-2018) Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a .
Cạnh bên SA a 6 và vuông góc với đáy ABCD . Tính theo a diện tích mặt
cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABCD
A. 8 a 2
C. 2 a 2
B. a 2 2
D. 2a 2
Lời giải
Chọn A
S
A
I
B
C
D
Gọi I là trung điểm của SC . Ta có IS IA IB IC ID
1
SC nên I là tâm
2
mặt cầu ngoại tiếp S.ABCD .
Bán kính mặt cầu ngoại tiếp là R
1
1
1
SC
SA2 AC 2
6a 2 2a 2 a 2 .
2
2
2
Diện tích mặt cầu S 4 R 2 8 a 2 .
Câu 32: [2H2-3-2] (Chuyên Long An - Lần 2 - Năm 2018) Tính bán kính mặt cầu tiếp
xúc với tất cả các cạnh của một hình lập phương cạnh a .
A.
2a
.
2
B.
3a
.
2
C.
Lời giải
Chọn A
a
.
2
D.
a
.
2
B
C
A
D
I
H
B'
C'
A'
D'
Gọi I là giao của hai đường chéo của hình lập phương ABCD.ABCD ; H là trung
điểm của AA .
Gọi S là mặt cầu tiếp xúc với tất cả các cạnh của hình lập phương ABCD.ABCD
. Khi đó mặt cầu S có tâm là điểm I và bán kính R IH
1
a 2
AC
.
2
2
Câu 33: [2H2-3-2] (Chuyên KHTN - Lần 3 - Năm 2018) Cho khối lăng trụ tam giác đều
có cạnh đáy bằng a . Góc giữa đường chéo của mặt bên và đáy của lăng trụ là 60 .
Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình lăng trụ đó.
A.
13 2
πa .
3
B.
5 2
πa .
3
C.
13 2
πa .
9
D.
5 2
πa .
9
Lời giải
Chọn A
Gọi H là tâm ABC thì AH
a 3
.
3
Ta có AB, ABC AB, AB ABA 60 AA AB.tan 60 a 3 .
a 3
. Mặt phẳng trung trực của đoạn AA cắt
2
trục của đường tròn ngoại tiếp ABC tại I thì I là tâm mặt cầu ngoại tiếp lăng trụ.
Gọi M là trung điểm AA thì AM
Ta có R 2 IA2 IM 2 AM 2 AH 2 AM 2
3a 2 a 2 13a 2
.
4
3
12
13a 2 13 2
πa .
12
3
Câu 34: [2H2-3-2] (THPT Chuyên Quốc Học Huế - Lần 2 -2018 - BTN) Cho tam giác
đều ABC cạnh a . Gọi P là mặt phẳng chứa đường thẳng BC và vuông góc với
Vậy diện tích mặt cầu ngoại tiếp lăng trụ S 4πR 2 4π
mặt phẳng ABC . Trong P , xét đường tròn C đường kính BC . Tính bán
kính của mặt cầu chứa đường tròn C và đi qua điểm A .
A. a 3 .
B.
a 3
.
2
C.
a 3
.
3
D.
a 3
.
4
Lời giải
Chọn C
Gọi S là mặt cầu chứa đường tròn C và đi qua điểm A ; H là đường cao tam
giác đều ABC ; I là trọng tâm của tam giác ABC thì I cũng là tâm của mặt cấu
S .
Ta có IH
BC a
1
a 3
, bán kính của đường tròn C là R
AH
2
2
3
6
Bán kính của mặt cầu S là r IB BH 2 IH 2
a 3
.
3
Câu 35: [2H2-3-2] [Sở GD và ĐT Cần Thơ - mã 301 - 2017-2018-BTN] Cho hình chóp
tam giác đều S.ABC có đáy bằng 3a , góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng 45 .
Thể tích khối cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABC bằng.
4 a3 2
A.
.
3
B. 4 a
3
2.
4 a3 3 .
Lời giải
Chọn D
4 a3 3
C.
.
3
D.
2 3a 3
a 3 ; SAH vuông cân SH AH a 3 .
3 2
Ta có: AH .
6a 2
SA2
a 3.
Bán kính mặt cầu ngoại tiếp S.ABC là: R
2 SH 2a 3
3
4
4
Vậy V R 3 a 3 4 a 3 3 .
3
3
Câu 36: [2H2-3-2] (THPT HÀM RỒNG - THANH HÓA - LẦN 1 - 2017 - 2018 - BTN)
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.ABCD có AB a, AD 2a, AA 3a . Tính bán
kính R của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ACBD
A. R
R
a 6
.
2
B. R
a 14
.
2
C. R
a 3
.
4
D.
a 3
2
Lời giải
Chọn B
B
C
D
A
C'
B'
A'
D'
Vì mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ACBD cũng là mặt cầu ngoại tiếp hình hộp chữ nhật
ABCD.ABCD .
Nên bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ACBD là
R
AC
2
AB 2 AA2 AD 2 a 14
.
2
2
Câu 37: [2H2-3-2] (THPT Gia Định - TPHCM - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Tính bán
kính R của mặt cầu ngoại tiếp một hình lập phương có cạnh bằng 2a .
3a
.
3
R 3a .
A. R
C. R 2 3a .
B. R a .
D.
Lời giải
Chọn D
A'
D'
B'
C'
I
A
D
B
Ta có: R
C
AC 2a 3
a 3.
2
2
Câu 38: [2H2-3-2] (THPT Gia Định - TPHCM - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN) Cho tứ diện
ABCD có tam giác BCD vuông tại C , AB vuông góc với mặt phẳng BCD ,
AB 5a , BC 3a và CD 4a . Tính bán kính R của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện
ABCD .
A. R
R
5a 2
.
2
B. R
5a 2
.
3
5a 3
.
3
Lời giải
Chọn A
C. R
5a 3
.
2
D.
A
I
D
B
C
CD BC
Vì
CD AC , gọi I là trung điểm của AD .
CD AB
Khi đó ta có tam giác ACD và ABD vuông cùng có cạnh huyền AD nên bốn
điểm A , B , C và D cùng thuộc mặt cầu tâm I đường kính AD .
Bám kính mặt cầu là: R
5a 2
1
1
1
AB 2 BC 2 CD 2
AB 2 BD 2
AD
2
2
2
2
.
Câu 39: [2H2-3-2] (THPT Chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng - Lần 1 - 2017 - 2018 - BTN)
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với độ dài đường chéo
bằng 2a , cạnh SA có độ dài bằng 2a và vuông góc với mặt phẳng đáy. Tính bán
kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABCD ?
A.
a 6
.
2
B.
2a 6
.
3
C.
Lời giải
Chọn A
a 6
.
12
D.
a 6
.
4
S
I
D
A
B
C
Gọi I là trung điểm của SC , ta có các tam giác SAC , SBC , SCD là các tam
giác vuông có cạnh huyền SC nên các đỉnh S , A , B , C , D cùng nằm trên
1
2
mặt cầu đường kính SC có tâm I , bán kính R SC
1
SA2 AC 2
2
1
a 6
2a 2 4a 2
.
2
2
Câu 40: [2H2-3-2] (Toán Học Tuổi Trẻ - Số 5 - 2018 - BTN) Tính bán kính mặt cầu
ngoại tiếp tứ diện ABCD biết rằng AB CD a , BC AD b , AC BD c .
A.
C.
a 2 b2 c 2 .
1
2 2
B.
a 2 b2 c2 .
D.
2 a 2 b2 c2 .
1 2
a b2 c2 .
2
Lời giải
Chọn C
Dựng hình hộp ABCD.ABCD
B'
A
C
D'
B
A'
C'
D
Xét mặt bên CDDC là hình bình hành có CD AB CD nên mặt bên CDDC
là hình chữ nhật. Tương tự ta có tất cả các mặt bên của hình hộp ABCD.ABCD
đều là các hình chữ nhật. Do đó ABCD.ABCD là hình hộp chữ nhật.