Giả sử đường cao SI của hình nón (H) cắt hai đáy của hình trụ (H') tại I và I'.

Khi đó 

Do đó 

Từ đó suy ra 

Do đó 

V H '  lớn nhất khi f(r) = r 2 (R - r) (với 0 < r < R) là lớn nhất. Khảo sát hàm số f(r), với 0 < r < R. Ta có f'(r) = 2Rr - 3 r 2  = 0, khi r = 0 (loại), hoặc r = 2R/3. Lập bảng biến thiên ta thấy f(r) đạt cực đại tại r = 2R/3.

Khi đó 

Đáp án A.

Gọi R là bán kính của hình cầu (S). Bài toán có thể quy về: “Cho đường tròn tâm O, bán kính R ngoại tiếp hình vuông ABCD và nội tiếp ∆ S E F  đều” (hình vẽ).

Hình vuông ABCD nội tiếp đường tròn (O) nên

A B = B D = 2 R = A B 2 ⇔ A B = 2 R  .

⇒  Bán kính đáy và chiều cao của hình trụ (T) lần lượt là r = A B 2 = 2 R 2  và h = A B = 2 R  .

Thể tích khối trụ là V T = πr 2 h = π . 2 R 2 2 . 2 R = π 2 R 3 2 .

Ta có  ∆ S E F  đều và ngoại tiếp đường tròn (O) nên O là trọng tâm của Δ S E F .

Gọi H là trung điểm của EF thì  S H = 3 O H = 3 R ⇒ H F = S H . tan 30 ° = R 3

⇒  Bán kính đáy và chiều cao của hình nón (N) lần lượt là H F = R 3  và S H = 3 R . Thể tích khối nón là V N = 1 3 π . HF 2 . SH = 1 3 π R 3 2 . 3 R = 3 πR 3 .

Vậy V T V N = π 2 R 3 2 3 πR 3 = 2 6 .

Đáp án A.

Gọi R là bán kính của hình cầu (S). Bài toán có thể quy về: “Cho đường tròn tâm O, bán kính R ngoại tiếp hình vuông ABCD và nội tiếp ∆ SEF đều” (hình vẽ).

=>Bán kính đáy và chiều cao của hình trụ (T) lần lượt là 

và 

Thể tích khối trụ là 

Ta có  ∆ SEF đều và ngoại tiếp đường tròn (O) nên O là trọng tâm của ∆ SEF.

Gọi H là trung điểm của EF thì 

Hình vuông ABCD nội tiếp đường tròn (O) nên SH = 3OH = 3R

 Bán kính đáy và chiều cao của hình nón (N) lần lượt là 

Thể tích khối nón là 

Gọi H là tâm mặt đáy của hình nón, O là tâm mặt cầu (S), đường thẳng IH cắt mặt cầu (S) tại điểm K.

Chọn đáp án D