(1,0 điểm) Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình vuông tâm \(O\), cạnh \(a\); tam giác \(SBD\) cân tại \(S\). Gọi \(M\) là điểm tùy ý trên \(AO\). Đặt \(AM = x\). Mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) qua \(M\) và song song với \(SA\), \(BD\) cắt \(SO,{\rm{ }}SB,{\rm{ }}AB\) tại \(N,{\rm{ }}P,{\rm{ }}Q\).
a) Tứ giác \(MNPQ\) là hình gì ?
b) Giả sử \(SA = a\). Tính diện tích tứ giác \(MNPQ\) theo \[a\] và \[x\]. Tìm \(x\) để diện tích \(MNPQ\) đạt giá trị lớn nhất.
(1,0 điểm) Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình vuông tâm \(O\), cạnh \(a\); tam giác \(SBD\) cân tại \(S\). Gọi \(M\) là điểm tùy ý trên \(AO\). Đặt \(AM = x\). Mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) qua \(M\) và song song với \(SA\), \(BD\) cắt \(SO,{\rm{ }}SB,{\rm{ }}AB\) tại \(N,{\rm{ }}P,{\rm{ }}Q\).
a) Tứ giác \(MNPQ\) là hình gì ?
b) Giả sử \(SA = a\). Tính diện tích tứ giác \(MNPQ\) theo \[a\] và \[x\]. Tìm \(x\) để diện tích \(MNPQ\) đạt giá trị lớn nhất.
Câu hỏi trong đề: Bộ 10 đề thi Giữa kì 1 Toán 11 Cánh diều có đáp án !!
Quảng cáo
Trả lời:

a) Tam giác \(SBD\) cân tại \(S\) nên \(SB = SD\).
Suy ra \(\Delta SBC = \Delta SDC{\rm{ }}\left( {c.c.c} \right)\), do đó \(\widehat {SCB} = \widehat {SCD}\).
Gọi \(I\) là trung điểm \(SC\). Xét hai tam giác \(IBC\) và \(IDC\), ta có
\[\left\{ \begin{array}{l}IC{\rm{ chung}}\\BC = DC\\\widehat {ICB} = \widehat {ICD}\end{array} \right.\] suy ra \(\Delta IBC = \Delta IDC\) nên \(IB = ID\) hay tam giác \(IBD\) cân tại \(I\).
Do \(O\) là trung điểm \(BD\) nên \(IO\) là đường trung tuyến trong tam giác cân, suy ra \(IO \bot BD\). Mà \(SA\,{\rm{//}}\,IO\) nên \(SA \bot BD\). Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}M \in \left( \alpha \right) \cap \left( {ABCD} \right)\\BD\,{\rm{//}}\,\left( \alpha \right)\\BD \subset \left( {ABCD} \right)\end{array} \right.\] suy ra giao tuyến của \[\left( \alpha \right)\] với \[\left( {ABCD} \right)\] là đường thẳng qua \(M\) song song với \(BD\) cắt \(AB\) tại \(Q\). Do đó \[MQ\,{\rm{//}}\,BD\]. \(\left( 1 \right)\)
Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}Q \in \left( \alpha \right) \cap \left( {SAB} \right)\\SA\,{\rm{//}}\,\left( \alpha \right)\\SA \subset \left( {SAB} \right)\end{array} \right.\] suy ra giao tuyến của \[\left( \alpha \right)\] với \[\left( {SAB} \right)\] là đường thẳng qua \(Q\) song song với \(SA\) cắt \(SB\) tại \(P\). Do đó \[QP\,{\rm{//}}\,SA\]. \(\left( 2 \right)\)
Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}P \in \left( \alpha \right) \cap \left( {SBD} \right)\\BD\,{\rm{//}}\,\left( \alpha \right)\\BD \subset \left( {SBD} \right)\end{array} \right.\] suy ra giao tuyến của \[\left( \alpha \right)\] với \[\left( {SBD} \right)\] là đường thẳng qua \(P\) song song với \(BD\) cắt \(SO\) tại \(N\). Do đó \[PN\,{\rm{//}}\,BD\]. \(\left( 3 \right)\)
Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}\left( \alpha \right) \cap \left( {SAC} \right) = MN\\SA\,{\rm{//}}\,\left( \alpha \right)\\SA \subset \left( {SAC} \right)\end{array} \right.\] suy ra \(MN\,{\rm{//}}\,SA\). \(\left( 4 \right)\)
Từ \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 3 \right)\), suy ra \(PN\,{\rm{//}}\,MQ\,{\rm{//}}\,BD\). Từ \(\left( 2 \right)\) và \(\left( 4 \right)\), suy ra \(QP\,{\rm{//}}\,MN\,{\rm{//}}\,SA\).
Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}PN\,{\rm{//}}\,MQ\,{\rm{//}}\,BD\\QP\,{\rm{//}}\,MN\,{\rm{//}}\,SA\\SA \bot BD\end{array} \right.\) suy ra tứ giác \(MNPQ\) là hình chữ nhật.
b) Do \(MQ\,{\rm{//}}\,BD\) nên \(\widehat {AQM} = \widehat {ABD} = 45^\circ = \widehat {QAM}\).
Suy ra tam giác \(AMQ\) cân tại \(M\) nên \(MQ = MA = x\).
Xét tam giác \(SAO\), ta có \[\frac{{MN}}{{AS}} = \frac{{OM}}{{OA}}\] suy ra \[MN = AS.\frac{{OM}}{{OA}} = a.\frac{{\frac{{a\sqrt 2 }}{2} - x}}{{\frac{{a\sqrt 2 }}{2}}} = a - x\sqrt 2 \].
Do đó \[{S_{MNPQ}} = x\left( {a - x\sqrt 2 } \right) = \frac{1}{{\sqrt 2 }}x\sqrt 2 \left( {a - x\sqrt 2 } \right)\]. Ta có
\[{S_{MNPQ}} = x\left( {a - x\sqrt 2 } \right) = - \sqrt 2 {\left( {x - \frac{a}{{2\sqrt 2 }}} \right)^2} + \frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{8} \le \frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{8}\].
Dấu \('' = ''\) xảy ra khi và chỉ khi: \[x = \frac{{a\sqrt 2 }}{4}\].
Vậy diện tích hình chữ nhật \(MNPQ\) đạt giá trị lớn nhất bằng \[\frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{8}\]; khi \[x = \frac{{a\sqrt 2 }}{4}\].
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Dành cho bạn Hot
Vào phòng luyện đề →Luyện đề →CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải
Đáp án đúng là: C
A sai. Nếu \(b\,\,{\rm{//}}\,\left( \alpha \right)\) thì \[b\,\,{\rm{//}}\,\,a\] hoặc \(a,\;b\) chéo nhau.
B sai. Nếu \(b\) cắt \(\left( \alpha \right)\) thì \(b\) cắt \(a\) hoặc \(a,\;b\) chéo nhau.
D sai. Nếu \(b\) cắt \(\left( \alpha \right)\) và \(\left( \beta \right)\) chứa \[b\] thì giao tuyến của \(\left( \alpha \right)\) và \(\left( \beta \right)\) là đường thẳng cắt \(a\) hoặc song song với \(a\).
Câu 2
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải
Đáp án đúng là: D
Gọi \(M\) là điểm bất kì nằm trên \(a\).
Giả sử \(d\) là đường thẳng qua \(M\) cắt cả \(b\) và \(c\). Khi đó, \(d\) là giao tuyến của mặt phẳng tạo bởi \(M\) và \(b\) với mặt phẳng tạo bởi \(M\) và \(c\).
Với mỗi điểm \(M\) ta được một đường thẳng \(d\).
Vậy có vô số đường thẳng cắt cả 3 đường thẳng \(a,\;b,\;c\).
Câu 3
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
