Câu hỏi:
Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ nội tiếp một mặt cầu có bán kính bằng 1. Tính thể tích hình lập phương đó.
Phương pháp giải:
Hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ nội tiếp mặt cầu bán kính \(R = \dfrac{{A'C}}{2} = \dfrac{{\sqrt {AA{'^2} + A{D^2} + A{B^2}} }}{2}.\)
Thể tích khối lập phương cạnh \(a\) là: \(V = {a^3}.\)
Lời giải chi tiết:
Gọi cạnh của hình lập phương là \(a.\)
Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình lập phương đã cho là \(1\) \( \Rightarrow A'C = 2.\)
Áp dụng định lý Pitago cho \(\Delta ABC\) vuông tại \(A\) ta có: \(A{C^2} = A{D^2} + A{B^2} = {a^2} + {a^2} = 2{a^2}.\)
Áp dụng định lý Pitago cho \(\Delta AA'C\) vuông tại \(A\) ta có: \(A'{C^2} = A{C^2} + AA{'^2} = 2{a^2} + {a^2} = 3{a^2}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow 3{a^2} = {2^2} \Leftrightarrow {a^2} = \dfrac{4}{3} \Leftrightarrow a = \dfrac{2}{{\sqrt 3 }}.\\ \Rightarrow V = {\left( {\dfrac{2}{{\sqrt 3 }}} \right)^3} = \dfrac{8}{{3\sqrt 3 }}.\end{array}\)
Chọn B.