Câu hỏi:

02/11/2023 2,163

Cho hình hộp đứng ABCD.A'B'C'D' có đáy ABCD là hình thoi cạnh 2a. Mặt phẳng (B'AC) tạo với đáy một góc 30°, khoảng cách từ B đến mặt phẳng (D'AC) bằng $\frac{a}{2}$ . Tính thể tích khối tứ diện ACB'D'.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải SBT Toán học 11 CTST Bài tập cuối chương VIII có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Media VietJack

Gọi O = AC Ç BD. Ta có:

$\{\begin{cases} A C ⊥ B D \\ A C ⊥ B B' \end{cases} \Rightarrow A C ⊥ (B B' D) \Rightarrow A C ⊥ B' O .$

Khi đó: $B O ⊥ A C, B' O ⊥ A C, (A B C D) \cap (B' A C) = A C,$

$\Rightarrow ((B' A C), (A B C D)) = (B O, O B') = \hat{B' O B} = 30 ° .$

Dễ thấy $d (B, (D' A C)) = d (D, (D' A C)) = \frac{a}{2}$

$A C ⊥ (B B' D' D) \Rightarrow (D' A C) ⊥ (B B' D' D)$

$(D' A C) \cap (B B' D' D) = D' O .$

Từ D kẻ DH ^ D¢O (H Î DO), suy ra $d (D, (D' A C)) = D H = \frac{a}{2} .$

Xét ∆B¢BO: $\tan 30 ° = \frac{B B'}{B O} \Rightarrow O D = B O = \sqrt{3} B B' .$

Xét ∆D¢DO: $\frac{1}{H D^{2}} = \frac{1}{O D^{2}} + \frac{1}{D' D^{2}} \Rightarrow \frac{4}{a^{2}} = \frac{1}{3. B' B^{2}} + \frac{1}{D' D^{2}}$ $\Rightarrow D D' = \frac{a}{\sqrt{3}} \Rightarrow O B = a .$

Gọi I = BD Ç B¢O, suy ra $\frac{B I}{D' I} = \frac{1}{2} .$

$\Rightarrow d (D', (B' A C)) = 2 d (B, (B' A C)) \Rightarrow V_{A C B' D'} = 2 V_{B' A B C} .$

Mà $O A = \sqrt{A B^{2} - O B^{2}} = \sqrt{4 a^{2} - a^{2}} = a \sqrt{3} .$

$\Rightarrow S_{A B C} = 2 S_{A B O} = 2. \frac{1}{2} . O B . O A = a^{2} \sqrt{3} .$

Suy ra $V_{B' . A B C} = \frac{1}{3} . B B' . S_{A B C} = \frac{1}{3} . \frac{a}{\sqrt{3}} . a^{2} \sqrt{3} = \frac{a^{3}}{3} .$

Vậy $V_{A C B' D'} = \frac{2 a^{3}}{3} .$

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác đều cạnh a. Hình chiếu vuông góc của S trên mặt phẳng (ABC) là điểm H thuộc cạnh AB sao cho HA = 2HB. Góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABC) bằng 60°. Tỉnh khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và BC theo a.

Xem đáp án

Lời giải

Media VietJack

Qua A kẻ đường thẳng song song với BC, I là hình chiếu của H trên đường thẳng đó.

Ta có BC // (SAI)

Suy ra d(BC, SA) = d(BC, (SAI))

= d(B, (SAI)) = $\frac{3}{2} d (H, (S A I))$

Gọi K là hình chiếu của H trên SI.

Dễ dàng chứng minh được AI ^ (SHI) Þ AI ^ HK.

Þ HK ^ (SAI) Þ d(H, (SAI)) = HK.

$\hat{H A I} = 180 ° - (60 ° + 60 °) = 60 °$

Tam giác AIH vuông tại I:

$\begin{array}{l} I H = A H . \sin 60 ° = \frac{a \sqrt{3}}{3} . \\ (S C, (A B C)) = (S C, C H) = \hat{S C H} = 60 ° . \\ C H^{2} = B C^{2} + B H^{2} - 2. B C . B H . \cos 60 ° = \frac{7 a^{2}}{9} \Rightarrow C H = \frac{a \sqrt{7}}{3} . \end{array}$

Tam giác SHC vuông tại H: $S H = H C . \tan 60 ° = \frac{a \sqrt{21}}{3} .$

Tam giác SHI vuông tại H:

$\frac{1}{H K^{2}} = \frac{1}{S H^{2}} + \frac{1}{H I^{2}} \Rightarrow H K = \frac{a \sqrt{42}}{12} .$

$d (B, (S A I)) = \frac{3}{2} . H K = \frac{a \sqrt{42}}{8} .$

$\Rightarrow d (S A, B C) = \frac{a \sqrt{42}}{8} .$

Câu 2

Cho khối chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật AB = a, AD = $a \sqrt{3}$ , SA vuông góc với đáy và SC tạo với mặt phẳng (SAB) một góc 30°. Tính thể tích V của khối chóp đã cho.

A. $\frac{2 a^{3} \sqrt{6}}{3}$

B. $\frac{a^{3} \sqrt{6}}{3}$

C. $2 \sqrt{6} a^{3}$

D. $\frac{4 a^{3}}{3}$

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Ta có: $\{\begin{cases} B C ⊥ A B \\ B C ⊥ S H \end{cases} \Rightarrow B C ⊥ (S A B) .$

$\Rightarrow ((S C), (S A B)) = (S C, S B) = \hat{C S B} = 30 ° .$

Xét tam giác SBC vuông tại B có: $\tan 30 ° = \frac{B C}{S B} \Rightarrow S B = 3 a .$

Xét tam giác SAB vuông tại A có: $S A = \sqrt{S B^{2} - A B^{2}} = 2 a \sqrt{2} .$

Mà $S_{A B C D} = A B . B C = a^{2} \sqrt{3} .$

Vậy $V = \frac{1}{3} . S_{A B C D} . S A = \frac{2 a^{3} \sqrt{6}}{3}$

Câu 3