Gọi \({V_1},{V_2}\) lần lượt là thể tích của khối tứ diện đều và khối lập phương có chung mặt cầu ngoại tiếp. Khi đó, \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}}\) bằng
Trả lời bởi giáo viên
Bước 1: Gọi a là độ dài cạnh của tứ diện đều khi đó ta có:
\(R = \dfrac{{3a}}{{2\sqrt 6 }} \Leftrightarrow a = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}R\)
Gọi b là độ dài hình lập phương, ta có: \(R = \dfrac{{\sqrt {{a^2} + {a^2} + {a^2}} }}{2} = \dfrac{{b\sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow b = \dfrac{{2R}}{{\sqrt 3 }}\)
Bước 2: Tỉ số cạnh của tứ diện đều và lập phương có cùng mặt cầu ngoại tiếp
\(\dfrac{a}{b} = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}:\dfrac{2}{{\sqrt 3 }} = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}.\dfrac{{\sqrt 3 }}{2} = \sqrt 2 \)
Bước 3: Tính \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}}\)
Thể tích tứ diện đều cạnh a là \({V_1} = \dfrac{{{a^3}\sqrt 2 }}{{12}}\)
Thể tích khối lập phương cạnh b là : \({V_2} = {b^3}\)
=> Tỉ lệ thể tích: \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = {\left( {\dfrac{a}{b}} \right)^3}.\dfrac{{\sqrt 2 }}{{12}} = 2\sqrt 2 .\dfrac{{\sqrt 2 }}{{12}} = \dfrac{1}{3}\)
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Lập tỉ lệ giữa cạnh của hình tứ diện đều và bán kính mặt cầu ngoại tiếp, tỉ lệ giữa cạnh hình lập phương và bán kính mặt cầu ngoại tiếp
Bước 2: Lập tỉ số về thể tích giữa tứ diện đều và mặt cầu ngoại tiếp, giữa hình lập phương và mặt cầu ngoại tiếp.
Bước 3: Tính \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}}\)