Câu hỏi: Tìm diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S. ABC biết rằng SA = a, SB = b, SC = c và ba cạnh SA, SB, SC đôi một vuông góc. Chứng minh rằng các điểm S, trọng tâm tam giác ABC và tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S. ABC thẳng hàng.
Lời giải chi tiết
Gọi J là trung điểm của AB và là đường thẳng qua J vuông góc với mp(SAB) thì là trục của tam giác SAB (mọi điểm trên đều cách đều S, A, B).
Gọi I là giao điểm của với mặt phẳng trung trực đoạn CS thì I cách đều bốn điểm S, A, B, C.
Mặt cầu ngoại tiếp hình chóp SABC có tâm I và bán kính R = IA. Ta có:
Diện tích mặt cầu là
Vì nên các điểm S, C, I, J đồng phẳng.
Trong (SCIJ), gọi G là giao điểm của SI và CJ.
Ta có: nên G là trọng tâm tam giác ABC.
Vậy S, G và tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S. ABC thẳng hàng.
Gọi J là trung điểm của AB và
Gọi I là giao điểm của
Mặt cầu ngoại tiếp hình chóp SABC có tâm I và bán kính R = IA. Ta có:
Diện tích mặt cầu là
Vì
Trong (SCIJ), gọi G là giao điểm của SI và CJ.
Ta có:
Vậy S, G và tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S. ABC thẳng hàng.