Cho tam giác \(ABC\) cân tại \(A,\) góc \(\angle B...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính thể tích khối nón có chiều cao h và bán kính đáy r là \(V = \frac{1}{3}\pi {r^2}h\).

Giải chi tiết:

Áp dụng định lí cosin trong tam giác ABC ta có:

\(B{C^2} = A{B^2} + A{C^2} - 2AB.AC.\cos \angle BAC = {4^2} + {4^2} - {2.4^2}\frac{{ - 1}}{2} = {3.4^2} \Rightarrow BC = 4\sqrt 3 \).

+) Gọi H là trung điểm của BC

Khi quay tam giác ABC quanh cạnh BC ta được 2 hình nón có chung bán kính đáy AH, đường cao lần lượt là BH và CH với \(AH = AB.\cos {60^0} = 2;\,\,BH = CH = \frac{1}{2}BC = \frac{{4\sqrt 3 }}{2} = 2\sqrt 3 \).

\(\begin{array}{l}V = \frac{1}{3}\pi A{H^2}.BH + \frac{1}{3}\pi A{H^2}.CH = \frac{1}{3}\pi .A{H^2}\left( {BH + CH} \right)\\\,\,\,\, = \frac{1}{3}.\pi {2^2}.2\sqrt 3  = \frac{{8\pi \sqrt 3 }}{3}\end{array}\)

+) Khi quay tam giác ABC quanh AB ta được khối tròn xoay như sau:

Gọi D là điểm đối xứng C qua AB, H là trung điểm của CD.

Ta có: \(\angle ABC = \frac{{{{180}^0} - {{120}^0}}}{2} = {30^0}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow HC = BC.\sin {30^0} = 4\sqrt 3 .\frac{1}{2} = 2\sqrt 3 \\\,\,\,\,\,\,BH = BC.\cos {30^0} = 4\sqrt 3 .\frac{{\sqrt 3 }}{2} = 6\end{array}\)

\( \Rightarrow V = \frac{1}{3}\pi H{C^2}.BH - \frac{1}{3}\pi H{C^2}.AH = \frac{1}{3}\pi H{C^2}.AB = \frac{1}{3}\pi .{\left( {2\sqrt 3 } \right)^2}.4 = 16\pi \)

+) Do điểm B và C có vai trò như nhau nên khi quay tam giác ABC quanh AC ta cũng nhận được khối tròn xoay có thể tích bằng 16.

Vậy thế tích lớn nhất có thể được khi quay tam giác ABC quanh một đường thẳng chứa cạnh của tam giác ABC là \(16\pi \).

Chọn D.