(1,0 điểm) Cho hình lăng trụ đứng có đáy là hình thang vuông với kích thước như hình vẽ bên.

Tính diện tích xung quanh và thể tích của hình lăng trụ đứng đó.

a) Học sinh vẽ lại hình theo đúng số đo các góc.

b) Ta có \[\widehat {xAC} + \widehat {BAC} = 180^\circ \] (hai góc kề bù)

               \[\widehat {xAC} = 180^\circ - \widehat {BAC} = 180^\circ - 100^\circ = 80^\circ \]

Tia \(Ay\) là tia phân giác của \[\widehat {CAx}\] nên \(\widehat {xAy} = \widehat {CAy} = \frac{1}{2}\widehat {xAC} = 40^\circ \).

b) Ta có \[\widehat {CAy} = \widehat {ACB}\] (cùng bằng \[40^\circ \])

Mà hai góc này ở vị trí so le trong nên \(Ay\,{\rm{//}}\,BC\).

Do \(Ay\,{\rm{//}}\,BC\) nên \(\widehat {ABC} = \widehat {xAy} = 40^\circ \) (hai góc đồng vị).

Từ dãy tỉ số bằng nhau \(\frac{x}{{y + z + t}} = \frac{y}{{z + t + x}} = \frac{z}{{t + x + y}} = \frac{t}{{x + y + z}}\) ta có:

\(\frac{x}{{y + z + t}} + 1 = \frac{y}{{z + t + x}} + 1 = \frac{z}{{t + x + y}} + 1 = \frac{t}{{x + y + z}} + 1\)

Suy ra \(\frac{{x + y + z + t}}{{y + z + t}} = \frac{{y + z + t + x}}{{z + t + x}} = \frac{{z + t + x + y}}{{t + x + y}} = \frac{{t + x + y + z}}{{x + y + z}}\,\,\,\,\,\left( * \right)\)

Trường hợp 1:

Nếu \(x + y + z + t = 0\) thì \(x + y = - z - t\); \(y + z = - t - x\); \(z + t = - x - y\); \(t + x = - y - z\).

Khi đó \[P = \frac{{x + y}}{{z + t}} + \frac{{y + z}}{{t + x}} + \frac{{z + t}}{{x + y}} + \frac{{t + x}}{{y + z}}\]

               \[ = \frac{{ - z - t}}{{z + t}} + \frac{{ - t - x}}{{t + x}} + \frac{{ - x - y}}{{x + y}} + \frac{{ - y - z}}{{y + z}}\]

               \( = \left( { - 1} \right) + \left( { - 1} \right) + \left( { - 1} \right) + \left( { - 1} \right) = - 4 \in \mathbb{Z}\).

Trường hợp 2:

Nếu \(x + y + z + t \ne 0\) thì từ \(\left( * \right)\) ta suy ra \(y + z + t = z + t + x = t + x + y = x + y + z\)

Do đó \(x = y = z = t\).

Khi đó \[P = \frac{{x + y}}{{z + t}} + \frac{{y + z}}{{t + x}} + \frac{{z + t}}{{x + y}} + \frac{{t + x}}{{y + z}}\]

                \( = \frac{{x + x}}{{x + x}} + \frac{{x + x}}{{x + x}} + \frac{{x + x}}{{x + x}} + \frac{{x + x}}{{x + x}} = 4 \in \mathbb{Z}\)

Vậy \[P = \frac{{x + y}}{{z + t}} + \frac{{y + z}}{{t + x}} + \frac{{z + t}}{{x + y}} + \frac{{t + x}}{{y + z}}\] có giá trị nguyên.