Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Cho một hình cầu. Chọn 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu tạo thành tứ diện. Tính xác suất tứ diện này chứa tâm hình cầu


Cho một hình cầu. Chọn 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu tạo thành tứ diện.
Tính xác suất tứ diện này chứa tâm hình cầu.
2 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
442
Ying
Lên đại học vẫn phải học xs ạ
20/07 19:00:10
ChatGPT
CÓ TRONG ĐỀ IMO 2014
20/07 19:09:41
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính xác suất rằng một tứ diện tạo bởi 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu, ta cần xem xét các điều kiện hình học liên quan.

Giả sử chúng ta có một hình cầu với tâm \( O \). Chọn 4 điểm bất kỳ \( A, B, C, D \) trên mặt cầu. Tứ diện \( ABCD \) sẽ chứa tâm \( O \) của hình cầu nếu và chỉ nếu tâm \( O \) nằm trong tứ diện này.

Một cách để xác định điều này là xem xét dấu của thể tích tứ diện khi tính từ các điểm \( A, B, C, D \). Nếu tâm \( O \) nằm trong tứ diện, thì thể tích của tứ diện được chia thành 4 phần nhỏ hơn bởi các mặt phẳng đi qua \( O \) và các cạnh của tứ diện. Điều này có nghĩa là dấu của thể tích tứ diện khi tính từ các điểm \( A, B, C, D \) phải thay đổi khi xét các điểm đối diện nhau qua tâm \( O \).

Một cách khác để hiểu vấn đề này là sử dụng khái niệm về mặt phẳng đối diện. Nếu \( O \) nằm trong tứ diện \( ABCD \), thì \( O \) phải nằm trong cùng phía của tất cả các mặt phẳng tạo bởi các cặp điểm của tứ diện. Điều này có nghĩa là các mặt phẳng này phải chia hình cầu thành các phần mà \( O \) nằm trong phần chứa tứ diện.

Tuy nhiên, một cách đơn giản hơn để tính xác suất này là sử dụng một kết quả đã biết trong hình học xác suất. Kết quả này cho biết rằng xác suất để một tứ diện ngẫu nhiên được tạo bởi 4 điểm trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu là \( \frac{1}{8} \).

Do đó, xác suất rằng tứ diện tạo bởi 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu là \( \boxed{\frac{1}{8}} \).
0
0
TĐ ĐL_tolalinh
20/07 18:59:35
Bước 1: Chọn 3 điểm đầu tiên

Khi chọn ba điểm bất kỳ trên mặt cầu, chúng luôn tạo thành một tam giác (nếu không thẳng hàng) và tam giác này chia mặt cầu thành hai nửa không gian đối xứng qua mặt phẳng chứa tam giác đó.

Bước 2: Xác định vị trí điểm thứ tư

Điểm thứ tư có thể nằm ở bất kỳ vị trí nào trên mặt cầu. Tuy nhiên, để tứ diện chứa tâm của hình cầu, điểm thứ tư không được nằm cùng một phía với ba điểm đầu tiên. Do đó, điểm thứ tư phải nằm ở phía đối diện của mặt phẳng chứa tam giác đã chọn.

Xác suất:

Vì mặt cầu chia thành hai nửa đối xứng nhau, xác suất để điểm thứ tư nằm ở phía đối diện với ba điểm đầu tiên là 1/2.

Tổng kết:

Vậy xác suất để một tứ diện ngẫu nhiên được tạo thành từ 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu là 1/8.

Tuy nhiên, thông qua các nghiên cứu và lý thuyết xác suất hình học phức tạp, xác suất chính xác hơn là:

18\boxed{\frac{1}{8}}81​​

Điều này có nghĩa là tứ diện sẽ chứa tâm hình cầu với xác suất là 18\frac{1}{8}81​ khi chọn ngẫu nhiên 4 điểm trên mặt cầu.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
1
0
blan
20/07 19:32:56
Để tính xác suất rằng một tứ diện tạo bởi 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu, ta cần xem xét các điều kiện hình học liên quan.

Giả sử chúng ta có một hình cầu với tâm O
. Chọn 4 điểm bất kỳ A,B,C,D
 trên mặt cầu. Tứ diện ABCD
 sẽ chứa tâm O
 của hình cầu nếu và chỉ nếu tâm O
 nằm trong tứ diện này.

Một cách để xác định điều này là xem xét dấu của thể tích tứ diện khi tính từ các điểm A,B,C,D
. Nếu tâm O
 nằm trong tứ diện, thì thể tích của tứ diện được chia thành 4 phần nhỏ hơn bởi các mặt phẳng đi qua O
 và các cạnh của tứ diện. Điều này có nghĩa là dấu của thể tích tứ diện khi tính từ các điểm A,B,C,D
 phải thay đổi khi xét các điểm đối diện nhau qua tâm O
.

Một cách khác để hiểu vấn đề này là sử dụng khái niệm về mặt phẳng đối diện. Nếu O
 nằm trong tứ diện ABCD
, thì O
 phải nằm trong cùng phía của tất cả các mặt phẳng tạo bởi các cặp điểm của tứ diện. Điều này có nghĩa là các mặt phẳng này phải chia hình cầu thành các phần mà O
 nằm trong phần chứa tứ diện.

Tuy nhiên, một cách đơn giản hơn để tính xác suất này là sử dụng một kết quả đã biết trong hình học xác suất. Kết quả này cho biết rằng xác suất để một tứ diện ngẫu nhiên được tạo bởi 4 điểm trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu là 18
.

Do đó, xác suất rằng tứ diện tạo bởi 4 điểm bất kỳ trên mặt cầu chứa tâm của hình cầu là 18
.
 

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×