Cho mặt cầu 
và một điểm A, biết . Qua A kẻ một tiếp tuyến tiếp xúc với (S) tại B. Khi đó độ dài đoạn AB bằng:
Vì AB tiếp xúc với (S) tại B nên .
Suy ra
Cho hình chóp có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B, . Cạnh bên , hình chiếu của điểm S lên mặt phẳng đáy trùng với trung điểm của cạnh huyền AC. Bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối chóp là:
Gọi M là trung điểm AC, suy ra
Tam giác SAC có SM là đường cao và cũng là trung tuyến nên tam giác SAC cân tại S.
Ta có , suy ra tam giác SAC đều.
Gọi G là trọng tâm , suy ra
. (1)
Tam giác ABC vuông tại B, có M là trung điểm cạnh huyền AC nên M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Lại có nên SM là trục của tam giác ABC.
Mà G thuộc SM nên suy ra .
Từ (1) và (2), suy ra hay G là tâm mặt cầu ngoại tiếp khối chóp
.
Bán kính mặt cầu .
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh bên bằng cạnh đáy bằng a. Khi đó mặt cầu nội tiếp hình chóp S.ABCD có bán kính bằng:
Gọi H là tâm của hình vuông ABCD.
Ta có SH là trục đường tròn ngoại tiếp đáy.
Gọi M là trung điểm của CD và I là chân đường phân giác trong của góc .
Suy ra I là tâm của mặt cầu nội tiếp hình chóp, bán kính .
Ta có:
Dựa vào tính chất của đường phân giác ta có:
Cho mặt cầu tâm I bán kính . Một mặt phẳng cắt mặt cầu và cách tâm I một khoảng bằng . Thế thì bán kính của đường tròn do mặt phẳng cắt mặt cầu tạo nên là:
Theo đề bài, mặt phẳng cắt mặt cầu theo một đường tròn
.
Vậy .
Cho hình chóp tam giác đều có cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng . Gọi h là chiều cao của khối chóp và R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối chóp. Tỉ số bằng:
Gọi O là tâm , suy ra
và
Trong SOA, ta có
Trong mặt phẳng SOA, kẻ trung trực d của đoạn SA cắt SO tại I, suy ra:
Do đó nên I là tâm mặt cầu ngoại tiếp khối chóp .
Gọi M là tung điểm SA, ta có nên
Vậy
Cho hình chóp có đáy là hình chữ nhật với . Cạnh bên SA vuông góc với đáy và góc giữa SC với đáy bằng . Gọi N là trung điểm SA, h là chiều cao của khối chóp và R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối chóp . Biểu thức liên hệ giữa R và h là:
Ta có .
Trong , ta có
Ta có .
Mặt khác, ta lại có .
Do đó hai điểm A, B cùng nhìn đoạn dưới một góc vuông nên hình chóp N.ABC nội tiếp mặt cầu tâm J là trung điểm NC, bán kính
.
Cho mặt cầu tâm O, bán kính R và mặt phẳng có khoảng cách đến O bằng R. Một điểm M tùy ý thuộc . Đường thẳng OM cắt tại N. Hình chiếu của O trên là I. Mệnh đề nào sau đây đúng?
Vì I là hình chiếu của O trên nên
mà
nên I là tiếp điểm của
và
.
Đường thẳng OM cắt tại N nên IN vuông góc với OI tại I.
Suy ra IN tiếp xúc với .
Tam giác OIN vuông tại I nên .
Với giá trị nào của m thì mặt phẳng tiếp xúc với mặt cầu
Theo đề bài, ta xác định các hệ số của (S):
Suy ra tâm I của cầu có tọa độ là .
tiếp xúc (S) khi:
(loại)
Với giá trị nào của m thì mặt phẳng cắt mặt cầu
?
Theo đề bài, ta xác định các hệ số của (S):
Suy ra tâm I có tọa độ là
(P) cắt (S) khi:
Cho đường tròn (C) đường kính AB và đường thẳng . Để hình tròn xoay sinh bởi (C) khi quay quanh là một mặt cầu thì cần có thêm điều kiện nào sau đây:
Điều kiện để hình tròn xoay sinh bởi (C) khi quay quanh là một mặt cầu là trục quay
phải cố định và hai điểm A, B cũng cố định trên
.
Cho hình chóp có đáy ABC là tam giác vuông tại B và . Cạnh bên và vuông góc với mặt phẳng đáy. Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp là:
Gọi M là trung điểm AC, suy ra M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Gọi I là trung điểm SC, suy ra nên
.
Do đó IM là trục của , suy ra
(1)
Hơn nữa, tam giác SAC vuông tại A có I là trung điểm SC nên . (2)
Từ (1) và (2) , ta có
hay I là tâm của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp .
Vậy bán kính .
Cho mặt phẳng và mặt cầu . Xét vị trí tương đối của mặt phẳng với mặt cầu?Cắt nhau || cắt nhau
Cho mặt phẳng và mặt cầu
. Xét vị trí tương đối của mặt phẳng với mặt cầu?Cắt nhau || cắt nhau
Theo đề bài, ta xác định các hệ số của (S):
Suy ra tâm I có tọa độ là:
Áp dụng CT, ta có (P) cắt (S)
Cho hai mặt cầu sau:
Xét vị trí tương đối của 2 mặt cầu?
Tiếp xúc trong || tiếp xúc trong
Cho hai mặt cầu sau:
Xét vị trí tương đối của 2 mặt cầu?
Tiếp xúc trong || tiếp xúc trong
Theo đề bài, ta suy ra các hệ số, tâm và bán kính của (S):
Tâm
bán kính
Tâm
; bán kính
(S) và (S') tiếp xúc trong.
Cho mặt cầu (S): và điểm . Gọi M là tiếp điểm của (S) và tiếp tuyến di động qua (d). Tìm tập hợp các điểm M.
(Có thể chọn nhiều đáp án)
Theo đề bài, (S) có tâm
Ta có:
đường tròn
Hay
Cho mặt cầu và mặt phẳng . Gọi (C) là đường tròn giao tuyến của (P) và (S). Tính tọa độ tâm H của (C).
Theo đề bài, mặt cầu (S) có tâm và vecto pháp tuyến của
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang cân, đáy lớn AD=2a, . Cạnh bên SA=2a và vuông góc với đáy. Gọi R là bán kính mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S.ABCD. Tỉ số nhận giá trị nào sau đây?
Ta có hay
Gọi E là trung điểm AD.
Ta có nên ABCE là hình thoi.
Suy ra .
Do đó tam giác ACD vuông tại C. Ta có:
hay
Tương tự, ta cũng có hay
Ta có nên khối chóp S.ABCD nhận trung điểm I của SD làm tâm mặt cầu ngoại tiếp, bán kính
.
Suy ra .
Cho hình chóp tứ giác đều có cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc . Thể tích của khối cầu ngoại tiếp khối chóp là:
Gọi , suy ra
.
Ta có .
Trong , ta có
.
Ta có SO là trục của hình vuông ABCD.
Trong mặt phẳng SOB, kẻ đường trung trực d của đoạn B.
Gọi
Xét có
đều.
Do đó d cũng là đường trung tuyến của . Suy ra I là trọng tâm
.
Bán kính mặt cầu .
Suy ra
Cho mặt cầu và một điểm A, biết . Qua A kẻ một cát tuyến cắt (S) tại B và C sao cho . Khi đó khoảng cách từ O đến BC bằng:
Gọi H là hình chiếu của O lên BC.
Ta có , suy ra H là trung điểm của BC nên
Suy ra
Cho mặt cầu và mặt phẳng . Biết khoảng cách từ O đến bằng . Khi đó thiết diện tạo bởi mặt phẳng với là một đường tròn có đường kính bằng:
Gọi H là hình chiếu của O xuống .
Ta có nên
cắt
theo đường tròn
.
Bán kính đường tròn là
Suy ra đường kính bằng .
Cho hình chóp có đáy là hình vuông cạnh a. Cạnh bên và vuông góc với đáy (). Tính theo diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp ta được:
Gọi , suy ra O là tâm đường tròn ngoại tiếp hình vuông
.
Gọi I là trung điểm SC, suy ra
Do đó IO là trục của hình vuông , suy ra
(1)
Xét tam giác SAC vuông tại A có I là trung điểm cạnh huyền SC nên . (2)
Từ (1) và (2), ta có:
Vậy diện tích mặt cầu (đvdt).
