Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh bằng a, SA = và SA ⊥ (ABCD). Một mặt phẳng (P) qua A và vuông góc với SC, cắt SB, SC, SD lần lượt tại H, M, K.

a) Chứng minh rằng bảy điểm A, B, C, D, H, M, K cùng ở trên một mặt cầu.

b) Xác định tâm và tính bán kính mặt cầu đó.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Chọn hệ trục kiểm tra: A(0,0,0), B(a,0,0), C(a,a,0), D(0,a,0), S(0,0,a√7). Mặt phẳng (P) qua A vuông góc SC có phương trình x + y = √7·z. Giao với SB tại H(7a/8, 0, a√7/8), với SD tại K(0, 7a/8, a√7/8), với SC tại M(7a/9, 7a/9, 2a√7/9). Thay tọa độ vào phương trình mặt cầu tâm O(a/2, a/2, 0) (tâm hình vuông, trung điểm AC) bán kính R = a√2/2: OA² = OB² = OC² = OD² = a²/2; OH² = (3a/8)² + (a/2)² + (a√7/8)² = 9a²/64 + 16a²/64 + 7a²/64 = a²/2; tương tự OK² = a²/2; OM² = 2(5a/18)² + (2a√7/9)² = 50a²/324 + 112a²/324 = a²/2. Vậy cả bảy điểm cùng thuộc mặt cầu (O, a√2/2).

Lời giải chi tiết:
a) • AB ⊥ SA (SA ⊥ (ABCD)) và AB ⊥ AD ⇒ AB ⊥ (SAD) ⇒ AB ⊥ SB, tức ∠ABH = 90°.
• Tương tự AD ⊥ (SAB) ⇒ AD ⊥ SD, tức ∠ADK = 90°.
• (P) ⊥ SC nên AM ⊥ SC, mà M ∈ SC ⇒ ∠AMC = 90°.
• Với H: BC ⊥ AB và BC ⊥ SA ⇒ BC ⊥ (SAB) ⇒ BC ⊥ AH. Mà AH ⊥ SC (vì AH ⊂ (P)) ⇒ AH ⊥ (SBC) ⇒ AH ⊥ HC (vì HC ⊂ (SBC)) và AH ⊥ HB, tức ∠AHC = ∠AHB = 90°.
• Hoàn toàn tương tự AK ⊥ (SDC) ⇒ ∠AKC = ∠AKD = 90°.
Vậy ∠ABC = ∠ADC = 90° (ABCD vuông), và các góc ∠AMC, ∠AHC, ∠AKC đều vuông: sáu điểm B, C, D, M, H, K cùng với A đều nhìn AC dưới góc 90°.

b) Tập các điểm nhìn AC dưới góc 90° là mặt cầu đường kính AC. Tâm O là trung điểm AC (cũng là tâm hình vuông ABCD), bán kính:
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Cương Ôn Tập Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Chuyên Bảo Lộc 2024-2025

64 câu hỏi•Thời gian 90 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (64 câu)

Xem toàn bộ đề →
Câu 46:Cho hàm số y=f(x) thỏa mãn f(x) 0 và có đạo hàm f'(x) liên tục trên khoảng (0;+ ) thỏa mãn f'(x)=(2x+1)f 2(x),\ x>0 và f(1)=- 1 2 . Tính giá
Xem →
Câu 47:Trong mặt phẳng (P), cho đường thẳng d và một điểm A ngoài d. Một góc xAy di động quanh A, cắt d tại B và C. Trên đường thẳng qua A vuông gó
Xem →
Câu 48:Cho hình chóp tam giác đều S.ABC, có cạnh đáy bằng a và góc hợp bởi mặt bên và đáy bằng 60 0. Gọi O là tâm của tam giác ABC. Trong tam giác
Xem →
Câu 49:Cho hình chóp S.ABC. biết rằng có một mặt cầu bán kính R tiếp xúc với các cạnh của hình chóp và tâm I của mặt cầu nằm trên đường cao SH của
Xem →
Câu 50:Cho tứ diện đều ABCD có cạnh là a. a) Xác định tâm và bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện. b) Tính diện tích mặt cầu và thể tích khối cầu đó
Xem →
Câu 51:Cho một hình chóp tứ giác đều có cạnh đáy là a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc 60 0. a) Xác định tâm và bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình c
Xem →
Câu 52:Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC) và tam giác ABC vuông tại B. Gọi AH, AK lần lượt là các đường cao của các tam giác SAB và SAC. a) Chứng mi
Xem →
Câu 53:Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh bằng a, SA = a 7 và SA ⊥ (ABCD). Một mặt phẳng (P) qua A và vuông góc với SC, cắt SB, SC, SD
Xem →
Câu 54:Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật. Tam giác SAB nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Biết rằng AB = a, AD = a
Xem →
Câu 55:Cho hình trụ bán kính đáy R, chiều cao OO′ = h, A và B là hai điểm thay đổi trên hai đường tròn đáy sao cho độ dài AB = a không đổi (h > a <
Xem →
Câu 56:Trong không gian cho hình vuông ABCD cạnh a. Gọi I và H lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và CD. Khi quay hình vuông đó xung quanh trục
Xem →
Câu 57:Một hình trụ có bán kính đáy R và có thiết diện qua trục là một hình vuông. a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ
Xem →
Câu 58:Cho hình trụ bán kính đáy R, chiều cao h. Gọi A và B là hai điểm lần lượt nằm trên hai đường tròn đáy (O, R) và (O′, R) sao cho OA và O′B hợ
Xem →
Câu 59:Cho hình trụ bán kính đáy bằng a và trục OO′ = 2a. OA và OB′ là hai bán kính của hai đường tròn đáy (O), (O′) sao cho góc của OA và OB′ bằng
Xem →
Câu 60:Một khối trụ có các đáy là hai hình tròn tâm O và O′, bán kính R và có đường cao h = R 2 . Gọi A là một điểm trên đường tròn tâm O và B là m
Xem →
Hình học • Lớp 11

Bài tập trắc nghiệm cùng chuyên đề: Chứng minh đường vuông góc mặt (721 câu)

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ 2 Toán 11 Sở GD&ĐT TP. Hồ Chí Minh THPT Hồ Thị Bi 2025-2026
Cho hình chóp có vuông góc với mặt đáy . Mệnh đề nào sau đây là sai?
Hình từ đề gốc
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ 2 Toán 11 Sở GD&ĐT TP. Hồ Chí Minh THPT Hồ Thị Bi 2025-2026
Cho lăng trụ đứng có tam giác vuông cân tại .
Hình từ đề gốc
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Đề Kiểm Tra Định Kỳ Toán 12 THPT Lê Thánh Tông 2025-2026 - Đề Số 1
Cho hình chóp có đáy là hình vuông, cạnh bên vuông góc với đáy . Phát biểu nào sau đây sai?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Kiểm Tra Định Kỳ Toán 12 THPT Lê Thánh Tông 2025-2026 - Đề Số 2
Cho hình chóp có đáy là hình vuông, cạnh bên vuông góc với đáy . Phát biểu nào sau đây là sai?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Ngân Hàng Đề Cuối Học Kỳ II 2025-2026 - Toán 11 (Hội Đồng Môn Toán Tỉnh Quảng Trị - Tổ Toán THPT Hương Hóa) - Đề Số 1
Cho hình chóp có đáy là hình bình hành tâm , . Trong các khẳng định sau khẳng định nào đúng?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 6Trích từ: Ngân Hàng Đề Cuối Học Kỳ II 2025-2026 - Toán 11 (Hội Đồng Môn Toán Tỉnh Quảng Trị - Tổ Toán THPT Hương Hóa) - Đề Số 1
Cho hình hộp chữ nhật . Mệnh đề nào sau đây sai?
Xem trang câu hỏi →

Muốn biết hiện tại bạn đạt khoảng bao nhiêu điểm ở môn này? Làm thử đề nhanh 15 phút để hệ thống chấm điểm ngay.

Làm đề nhanh 15 phút ngay