Người ta thả một viên billiards snooker có dạng hình cầu với bán kính nhỏ hơn 4,5cm vào một chiếc cốc hình trụ đang chứa nước thì viên billiards đó tiếp xúc với đáy cốc và tiếp xúc với mặt nước sau khi dâng (tham khảo hình vẽ bên). Biết rằng bán kính của phần trong đáy cốc bằng 5,4cm và chiều cao của mực nước ban đầu trong cốc bằng 4,5cm. Bán kính của viên billiards đó bằng

Xét quả bóng tiếp xúc với các bức tường và chọn hệ trục Oxyz như hình vẽ bên (tương tự với góc tường còn lại).

Gọi I(a;a;a) là tâm của mặt cầu (tâm quả bóng) và R=a.

⇒ phương trình mặt cầu của quả bóng là

$\left(S\right):{\left(x-a\right)}^2+{\left(y-a\right)}^2+{\left(z-a\right)}^2=a^2\left(1\right).$

Giả sử M(x;y;z) nằm trên mặt cầu (bề mặt của quả bóng) sao cho

Khi đó $z=1;x=2;y=3\Rightarrow M\left(2;3;1\right)\in \left(S\right)\left(2\right).$

Từ (1),(2) suy ra ${\left(1-a\right)}^2+{\left(2-a\right)}^2+{\left(4-a\right)}^2=a^2$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{c}{R}_1=a_1=\frac{7-\sqrt{7}}{2}\\ R_2=a_2=\frac{7+\sqrt{7}}{2}\end{array}\right.\Rightarrow d_1+d_2=2(R_1+R_2)=14$
Đáp án cần chọn là: B

Ta có đường kính mặt cầu là 60.2=120(cm).

Mà khoảng cách giữa hai đáy của thùng rượu là 80cm

Nên chiều cao chỏm cầu là $h=\frac{120-80}{2}=20\left(cm\right).$
Thế tích của 1 chỏm cầu chiều cao h = 20 và bán kính 60cm là

$V_{cc}=\pi h^2\left(R-\frac{h}{3}\right)=\pi {.20}^2\left(60-\frac{20}{3}\right)=\frac{64000}{3}\pi \left(c{m}^3\right)=\frac{64\pi }{3}\left(l\right)$

Thể tích của cả khối cầu bán kính 60 cm là $V=\frac{4}{3}\pi r^3=\frac{4}{3}\pi {.60}^3=288000\pi \left(c{m}^3\right)=288\pi \left(l\right)$

Khi đó thể tích thùng rượu là $V^{\text{'}}=V-2V_{cc}=\frac{736}{3}\pi \left(l\right)\approx 771\left(l\right).$

Đáp án cần chọn là: A