Câu hỏi:

22/04/2022 295

Cho hình vuông $A B C D$ cạnh $a,$ trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng $(A B C D)$ tại $A$ ta lấy điểm $S$ di động không trùng với $A$ . Hình chiếu vuông góc của $A$ lên $S B, S D$ lần lượt là $H, K$ . Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối tứ diện $A C H K$ .

A. $\frac{a^{3} \sqrt{6}}{32}$

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

C. $\frac{a^{3} \sqrt{3}}{16}$

D. $\frac{a^{3} \sqrt{2}}{12}$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 35 đề minh họa THPT Quốc gia môn Toán năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Chọn C

Cho hình vuông cạnh trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng tại ta lấy điểm di động không trùng với . Hình chiếu vuông góc của lên lần lượt là . Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối tứ diện . (ảnh 1)

Ta sẽ sử dụng công thức $V = \frac{1}{6} a . b . d (a, b) . \sin (a, b)$ (với a,b chéo nhau).

Đặt $S A = x (x > 0)$ .

Xét tam giác $S A B$ vuông tại $A$ có $S A^{2} = S H . S B \Rightarrow \frac{S H}{S B} = \frac{S A^{2}}{S B^{2}} = \frac{x^{2}}{x^{2} + a^{2}}$ .

Mà $\frac{S K}{S D} = \frac{S H}{S B} = \frac{H K}{B D} \Rightarrow \frac{S K}{S D} = \frac{H K}{B D} = \frac{x^{2}}{x^{2} + a^{2}} \Rightarrow$ $H K = \frac{x^{2} a \sqrt{2}}{a^{2} + x^{2}}$

Lại có $\frac{I H}{S A} = \frac{H B}{S B} = \frac{S B - S H}{S B} = 1 - \frac{S H}{S B} = 1 - \frac{x^{2}}{x^{2} + a^{2}} = \frac{a^{2}}{x^{2} + a^{2}} \Rightarrow$ $I H = \frac{a^{2} x}{a^{2} + x^{2}}$

Mặt khác ta có $A C$ và $H K$ chéo nhau và $H K / / (A B C D); A C \subset (A B C D)$ nên $H I = d (K H, A C)$ và $A C ⊥ H K$

Khi đó $\cdot V_{A C B R} = \frac{1}{6} A C . K H . H I = \frac{1}{6} \cdot a \sqrt{2} \cdot \frac{x^{2} a \sqrt{2}}{a^{2} + x^{2}} \cdot \frac{a^{2} x}{a^{2} + x^{2}} = \frac{a^{4}}{3} \cdot \frac{x^{3}}{{(a^{2} + x^{2})}^{2}}$

Xét hàm $f (x) = \frac{x^{3}}{{(x^{2} + a^{2})}^{2}}$ trên $(0; + \infty)$ có $f^{'} (x) = \frac{- x^{6} + 2 a^{2} x^{4} + 3 a^{4} x^{2}}{{(x^{2} + a^{2})}^{4}}$

$\Rightarrow f^{'} (x) = 0$ $\Leftrightarrow - x^{6} + 2 a^{2} x^{4} + 3 a^{4} x^{2} = 0$ $\Leftrightarrow [\begin{array}{l} x^{2} = 0 (L) \\ x^{2} = - a^{2} (V N) \\ x^{2} = 3 a^{2} \end{array}$ $\Leftrightarrow x = a \sqrt{3}$ (do $x > 0$ ).

Bảng biến thiên

Cho hình vuông cạnh trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng tại ta lấy điểm di động không trùng với . Hình chiếu vuông góc của lên lần lượt là . Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối tứ diện . (ảnh 2)

Suy ra $\max_{_{(0; + \infty)}} f (x) = \frac{a^{3} \sqrt{3}}{16}$ khi $x = a \sqrt{3}$

Vậy thể tích khối tứ diện $A C H K$ lớn nhất bằng $V_{\max} = \frac{a^{3} \sqrt{3}}{16}$

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Cho đồ thị hàm đa thức $y = f (x)$ như hình vẽ. Hỏi hàm số $g (x) = f (x) . f (2 x + 1)$ có tất cả bao nhiêu điểm cực trị

A. $5$

B. $6$

C. $7$

D. $9$

Lời giải

Chọn A

Ta đếm SNBL và SNBC của phương trình $g (x) = f (x) . f (2 x + 1)$

$g (x) = f (x) . f (2 x + 1) = 0 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} f (x) = 0 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x = - 3 \\ x = 1 \\ x = 3 \end{array} \\ f (2 x + 1) = 0 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} 2 x + 1 = - 3 \\ 2 x + 1 = 1 \\ 2 x + 1 = 3 \end{array} \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x = - 2 \\ x = 0 \\ x = 1 \end{array} \end{array}$

Phương trình $g (x) = f (x) . f (2 x + 1) = 0$ có 4 NBL là $x = \{- 3; - 2; 0; 3\}$ và 1 NBC là $x = \{1\}$

Ta vẽ phác họa đồ thị:

Cho đồ thị hàm đa thức như hình vẽ. Hỏi hàm số có tất cả bao nhiêu điểm cực trị (ảnh 2)

Vậy hàm số $g (x) = f (x) . f (2 x + 1)$ có tất cả 5 cực trị

Câu 2

Cho hàm số $y = f (x)$ liên tục trên $ℝ$ có đồ thị hàm số $y = f^{'} (x)$ cho như hình vẽ.

Hàm số $g (x) = 2 f (|x - 1|) - x^{2} + 2 x + 2020$ đồng biến trên khoảng nào?

A. $(- 2; 0)$

B. $(- 3; 1)$

C. $(1; 3)$

D. $(0; 1)$

Lời giải

Chọn D

Ta có: $g (x) = 2 f (|x - 1|) - x^{2} + 2 x + 2020 \Leftrightarrow g (x) = 2 f (|x - 1|) - {(x - 1)}^{2} + 2021$

Xét hàm số $k (x - 1) = 2 f (x - 1) - {(x - 1)}^{2} + 2021$ .

Đặt $t = x - 1$

Xét hàm số: $h (t) = 2 f (t) - t^{2} + 2021$ $\Rightarrow h^{'} (t) = 2 f^{'} (t) - 2 t$ .

Kẻ đường $y = - x$ như hình vẽ.

Cho hàm số liên tục trên có đồ thị hàm số cho như hình vẽ. Hàm số đồng biến trên khoảng nào? (ảnh 2)

Khi đó: $h^{'} (t) > 0 \Leftrightarrow f^{'} (t) - t > 0 \Leftrightarrow f^{'} (t) > t$ $\Leftrightarrow [\begin{array}{l} t < - 1 \\ 1 < t < 3 \end{array}$ .

Do đó: $k^{'} (x - 1) > 0 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x - 1 < - 1 \\ 1 < x - 1 < 3 \end{array} \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x < 0 \\ 2 < x < 4 \end{array}$ .

Ta có bảng biến thiên của hàm số

k (x - 1) = 2 f (x - 1) - {(x - 1)}^{2} + 2021

Cho hàm số liên tục trên có đồ thị hàm số cho như hình vẽ. Hàm số đồng biến trên khoảng nào? (ảnh 3)

Khi đó, ta có bảng biến thiên của $g (x) = 2 f (|x - 1|) - {(x - 1)}^{2} + 2021$ bằng cách lấy đối xứng qua đường thẳng $x = 1$ như sau:

Cho hàm số liên tục trên có đồ thị hàm số cho như hình vẽ. Hàm số đồng biến trên khoảng nào? (ảnh 4)

Câu 3

Cho hàm số $y = f (x)$ là hàm đa thức bậc bốn, có đồ thị $f^{'} (x)$ như hình vẽ

Phương trình $f (x) = 0$ có 4 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi

A. $f (0) > 0$

B. $f (0) < 0 < f (m)$

C. $f (m) < 0 < f (n)$

D. $f (0) < 0 < f (n)$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $(S A D)$ .

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

B. $\frac{a \sqrt{3}}{2}$

C. $\frac{a \sqrt{3}}{3}$

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

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Cho mặt cầu có bán kính $R = 3.$ Diện tích của mặt cầu đã cho bằng

A. $9 π$

B. $36 π$

C. $18 π$

D. $16 π$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Cho hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị hàm số $y = \sqrt{6} x$ và các đường thẳng $y = 0, x = 1, x = 2$ . Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay D quanh trục hoành bằng

A. $π \int_{1}^{2} \sqrt{6} x d x$

B. $π \int_{1}^{2} 6 x^{2} d x$

C. $π \int_{0}^{2} 6 x^{2} d x$

D. $π \int_{0}^{1} 6 x^{2} d x$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 7

Trong không gian Oxyz, cho điểm $M (1; 0; 2)$ và đường thẳng $Δ : \frac{x - 2}{1} = \frac{y + 1}{2} = \frac{z - 3}{- 1} .$ Mặt phẳng đi qua M và vuông góc với $Δ$ có phương trình là

A. $x + 2 y - z - 3 = 0.$

B. $x + 2 y - z - 1 = 0.$

C. $x + 2 y - z + 1 = 0.$

D. $x + 2 y + z + 1 = 0.$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Cho hình vuông ABCD cạnh a, trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng ABCD tại A ta lấy điểm S di động không trùng với A. Hình chiếu vuông góc của A lên SB, SD lần lượt là H, K. Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối tứ diện ACHK.

Cho đồ thị hàm đa thức y=fx như hình vẽ. Hỏi hàm số gx=fx.f2x+1có tất cả bao nhiêu điểm cực trị

Cho hàm số y=fx liên tục trên ℝcó đồ thị hàm số y=f'x cho như hình vẽ. Hàm số gx=2fx−1−x2+2x+2020 đồng biến trên khoảng nào?

Cho hàm số y=fx là hàm đa thức bậc bốn, có đồ thị f'x như hình vẽ Phương trình fx=0 có 4 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng SAD.

Cho mặt cầu có bán kính R=3. Diện tích của mặt cầu đã cho bằng

Cho hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị hàm số y=6x và các đường thẳng y=0, x=1, x=2. Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay D quanh trục hoành bằng

Trong không gian Oxyz, cho điểm M1;0;2 và đường thẳng Δ:x−21=y+12=z−3−1. Mặt phẳng đi qua M và vuông góc với Δ có phương trình là

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Cho đồ thị hàm đa thức $y = f (x)$ như hình vẽ. Hỏi hàm số $g (x) = f (x) . f (2 x + 1)$ có tất cả bao nhiêu điểm cực trị

Cho hàm số $y = f (x)$ liên tục trên $ℝ$ có đồ thị hàm số $y = f^{'} (x)$ cho như hình vẽ.

Hàm số $g (x) = 2 f (|x - 1|) - x^{2} + 2 x + 2020$ đồng biến trên khoảng nào?

Cho hàm số $y = f (x)$ là hàm đa thức bậc bốn, có đồ thị $f^{'} (x)$ như hình vẽ

Phương trình $f (x) = 0$ có 4 nghiệm phân biệt khi và chỉ khi

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $(S A D)$ .

Cho mặt cầu có bán kính $R = 3.$ Diện tích của mặt cầu đã cho bằng

Cho hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị hàm số $y = \sqrt{6} x$ và các đường thẳng $y = 0, x = 1, x = 2$ . Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay D quanh trục hoành bằng

Trong không gian Oxyz, cho điểm $M (1; 0; 2)$ và đường thẳng $Δ : \frac{x - 2}{1} = \frac{y + 1}{2} = \frac{z - 3}{- 1} .$ Mặt phẳng đi qua M và vuông góc với $Δ$ có phương trình là