Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác cân tại $B$, $AB = 2a$, cạnh $SA$ vuông góc với mặt phẳng đáy. Gọi ${B1},?
Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy \(ABC\) là tam giác cân tại \(B\), \(AB = 2a\), cạnh \(SA\) vuông góc với mặt phẳng đáy. Gọi \({B_1},\,{C_1}\) lần lượt là hình chiếu của \(A\) trên \(SB,\,SC\). Biết khoảng cách từ điểm \(B\) đến mặt phẳng \(\left( {SAC} \right)\) bằng \(a\). Diện tích mặt cầu đi qua năm điểm \(A,\,B,\,C,\,{B_1},\,{C_1}\) bằng
A. \(\dfrac{{16}}{3}\pi {a^2}\).
B. \(16\pi {a^2}\).
C. \(4\pi {a^2}\).
D. \(64\pi {a^2}\).

Đáp án B

Chọn B

Gọi \(M,\,N\) lần lượt là trung điểm của \(AC,\,AB\) và \(O\) là điểm đối xứng với \(B\) qua \(M\).
Ta có \(BM \bot AC,\,SA \Rightarrow BM \bot \left( {SAC} \right)\,\,\left( 1 \right)\) \( \Rightarrow d\left( {B,\,SAC} \right)\, = BM = a\).
Xét tam giác \(AMB\) vuông tại \(M\) có \(cos\widehat {ABM} = \dfrac{{BM}}{{AB}} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow \widehat {ABM} = {60^o}\).
Vậy tam giác \(ABC\) cân tại \(B\) có \(\widehat {ABC} = {120^o}\) nên \(O\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\) , bán kính đường tròn bằng \(OB = 2a\).
Ta có \(ON \bot AB,\,SA \Rightarrow ON \bot \left( {SAB} \right)\,\,\left( 2 \right)\).
Mặt khác, tam giác \(A{B_1}B\) vuông tại \({B_1}\) , tam giác \(A{C_1}C\) vuông tại \({C_1}\) nên kết hợp với \(\left( 1 \right),\,\left( 2 \right)\)
ta có \(OB,\,ON\) lần lượt là trục đường tròn ngoại tiếp tam giác \(A{C_1}C\) , \(A{B_1}B\). Suy ra \(O\) là tâm mặt cầu đi qua năm điểm \(A,\,B,\,C,\,{B_1},\,{C_1}\) bán kính mặt cầu bằng \(OB = 2a\).
Vậy diện tích mặt cầu đi qua năm điểm \(A,\,B,\,C,\,{B_1},\,{C_1}\) bằng \(4\pi {\left( {2a} \right)^2} = 16\pi {a^2}\).