Cho khối nón đỉnh $S$ có bán kính đáy bằng $2\sqrt{3}a$. Gọi $A$ và $B$ là hai điểm thuộc đường tròn đáy sao cho $AB=4a$. Biết khoảng cách từ tâm của đáy đến mặt phẳng $(SAB)$ bằng $2a$, thể tích của khối nón đã cho bằng
$\dfrac{8\sqrt{2}}{3}\pi a^3$ | |
$4\sqrt{6}\pi a^3$ | |
$\dfrac{16\sqrt{3}}{3}\pi a^3$ | |
$8\sqrt{2}\pi a^3$ |
Chọn phương án D.
Gọi $I$ là trung điểm của đoạn $AB$, gọi $O$ là tâm của đường tròn đáy. Khi đó tam giác $OIA$ vuông tại $I$.
Suy ra $OI^2=OA^2-IA^2=\left(2\sqrt{3}a\right)^2-(2a)^2=8a^2$.
Trong tam giác $SOI$, gọi $OH$ là đường cao. Khi đó
Vậy $OH\perp(SAB)$. Suy ra $OH=\mathrm{d}\left(O,(SAB)\right)=2a$.
Xét tam giác vuông $SOI$ ta có $$\begin{aligned}
\dfrac{1}{OH^2}=\dfrac{1}{OI^2}+\dfrac{1}{OS^2}\Leftrightarrow\dfrac{1}{OS^2}&=\dfrac{1}{OH^2}-\dfrac{1}{OI^2}\\
&=\dfrac{1}{(2a)^2}-\dfrac{1}{8a^2}=\dfrac{1}{8a^2}.\\
\Leftrightarrow OS^2&=8a^2\\
\Leftrightarrow OS&=2a\sqrt{2}.
\end{aligned}$$
Vậy thể tích của khối nón đã cho bằng $$V=\dfrac{1}{3}\cdot\pi\left(2a\sqrt{3}\right)^2\cdot2a\sqrt{2}=8\sqrt{2}\pi a^3.$$