Câu hỏi:

02/08/2022 376

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB,BC. Điểm I thuộc đoạn SA. Biết mặt phẳng (MNI) chia khối chóp S.ABCD thành hai phần, phần chứa đỉnh S có thể tích bằng $\frac{7}{25}$ lần phần còn lại. Tính tỉ số $\frac{I A}{I S}$ ?

A. $\frac{5}{3}$

Đáp án chính xác

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

C. $\frac{3}{2}$

D. $\frac{3}{5}$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: ĐGTD ĐH Bách khoa - Tư duy Toán học - Thể tích khối chóp !!

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Media VietJack

Giả sử $S C \cap (I M N) = \{P\} \Rightarrow (I M N) \cap (S A C) = I P$

Ta có: $\{\begin{matrix} (I M N) \cap (S A C) = I P \\ (I M N) \cap (A B C D) = M N \\ (S A C) \cap (A B C D) = A C \end{matrix} \Rightarrow I P ∥ M N ∥ A C$
Trong (ABCD) gọi $\{E\} = M N \cap C D$ trong (SCD) gọi $Q = N P \cap S D$

Khi đó thiết diện của hình chóp cắt bởi (MNI) là ngũ giác IMNPQ.

Gọi $V_{1} = V_{S . B M N P Q I}, V = V_{S . A B C D}$ theo bài ra ta có $V_{1} = \frac{7}{32} V$

Ta có $V_{1} = V_{S . B M N} + V_{S . I M N} + V_{S . I N P} + V_{S . I P Q}$

Đặt $\frac{S I}{S A} = x (0 < x < 1)$ áp dụng định lí Ta-lét ta có $\frac{S I}{S A} = \frac{S P}{S C} = x$

- Xét khối chóp S.BMN và S.ABCD:

+ Có cùng chiều cao (cùng bằng khoảng cách từ SS đến (ABCD)).

$S_{B M N} = \frac{1}{4} S_{A B C} = \frac{1}{8} S_{A B C}$ (do tam giác BMN và tam giác BAC đồng dạng theo tỉ số $\frac{1}{2}$ )

Do đó $V_{S . B M N} = \frac{1}{8} V_{S . A B C D} = \frac{1}{8} V$

- Xét khối chóp S.IMN và S.AMN:

\frac{V_{S . I N P}}{V_{S . A N C}} = \frac{S I}{S A} . \frac{S P}{S C} = x^{2} \Rightarrow V_{S . I M N} = x^{2} . V_{S . A N C}

Ta có $S_{A N C} = \frac{1}{2} S_{A B C} = \frac{1}{4} S_{A B C D} \Rightarrow V_{S . A N C} = \frac{1}{4} V \Rightarrow V_{S . I M N} = \frac{x^{2}}{4} V$

- Xét khối chóp S.IPQ và S.ACD: $\frac{V_{S . I P Q}}{V_{S . A C D}} = \frac{S I}{S A} . \frac{S P}{S C} . \frac{S Q}{S D}$

Ta có AMEC là hình bình hành nên $E C = A M = \frac{1}{2} C D \Rightarrow \frac{E C}{E D} = \frac{1}{3}$

Áp dụng định lí Menelaus trong tam giác SCD với cát tuyến EPQ ta có:

\frac{P S}{P C} . \frac{E C}{E D} . \frac{Q D}{Q S} = 1 \Rightarrow \frac{x}{1 - x} . \frac{1}{3} . \frac{Q D}{Q S} = 1

\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{Q D}{Q S} = \frac{3 (1 - x)}{x} \Rightarrow \frac{S Q}{Q D} = \frac{x}{3 (1 - x)} \\ \Rightarrow \frac{S Q}{S Q + Q D} = \frac{x}{x + 3 (1 - x)} \\ \Rightarrow \frac{S Q}{S D} = \frac{x}{3 - 2 x} \end{array}

Suy ra $\frac{V_{S . I P Q}}{V_{S . A C D}} = \frac{S I}{S A} . \frac{S P}{S C} . \frac{S Q}{S D} = x^{2} . \frac{x}{3 - 2 x} = \frac{x^{3}}{3 - 2 x}$

\Rightarrow V_{S . I P Q} = \frac{x^{3}}{3 - 2 x} V_{S . A C D}

Mà $S_{A C D} = \frac{1}{2} S_{A B C D} \Rightarrow V_{S . A C D} = \frac{1}{2} V \Rightarrow V_{S . I P Q} = \frac{x^{3}}{2 (3 - 2 x)} V$

Khi đó ta có:

V_{1} = V_{S . B M N} + V_{S . I M N} + V_{S . I N P} + V_{S . I P Q}

\Rightarrow V_{1} = \frac{1}{8} V + \frac{x}{8} V + \frac{x^{2}}{4} V + \frac{x^{3}}{2 (3 - 2 x)} V

\Rightarrow V_{1} = (\frac{1}{8} + \frac{x}{8} + \frac{x^{2}}{4} + \frac{x^{3}}{2 (3 - 2 x)}) V = \frac{7}{32} v

\Rightarrow \frac{1}{8} + \frac{x}{8} + \frac{x^{2}}{4} + \frac{x^{3}}{2 (3 - 2 x)} = \frac{7}{32}

\Leftrightarrow \frac{1 + x + 2 x^{2}}{4} + \frac{x^{3}}{3 - 2 x} = \frac{7}{16}

\Leftrightarrow (1 + x + 2 x^{2}) . (12 - 8 x) + 16 x^{3} = 7 (3 - 2 x)

\Leftrightarrow 12 + 12 x + 24 x^{2} - 8 x - 8 x^{2} - 16 x^{3} + 16 x^{3} = 21 - 14 x

\Leftrightarrow 16 x^{2} + 18 x - 9 = 0 \Leftrightarrow [\begin{matrix} x = \frac{3}{8} (t m) \\ x = - \frac{3}{2} (k t m) \end{matrix}

$\Rightarrow \frac{S I}{S A} = \frac{3}{8} \Rightarrow \frac{I S}{I A} = \frac{3}{5} \Rightarrow \frac{I A}{I S} = \frac{5}{3}$
Đáp án cần chọn là: A

Bình luận hoặc Báo cáo
về câu hỏi!

Câu 1:

Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC vuông tại A và SB vuông góc với đáy. Biết $S B = a$ , SC hợp với (SAB) một góc 30⁰ và (SAC) hợp với đáy (ABC) một góc 60⁰. Thể tích khối chóp là:

A. $\frac{a^{3} \sqrt{3}}{27}$

B. $\frac{a^{3} \sqrt{3}}{9}$

C. $\frac{a^{3}}{27}$

D. $\frac{a^{3}}{9}$

Xem đáp án » 01/08/2022 2,921

Câu 2:

Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang vuông tại A và D thỏa mãn $S A ⊥ (A B C D)$ và $A B = 2 A D = 2 C D = 2 a = \sqrt{2} S A$ . Thể tích khối chóp S.BCD là:

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

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

C. $\frac{2 a^{3}}{3}$

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

Xem đáp án » 01/08/2022 2,236

Câu 3:

Cho hình chóp đều S.ABCD có diện tích đáy là $16 c m^{2}$ , diện tích một mặt bên là $8 \sqrt{3} c m^{2}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

A. $\frac{32 \sqrt{2}}{3} c m^{3}$

B. $\frac{32 \sqrt{13}}{3} c m^{3}$

C. $\frac{32 \sqrt{11}}{3} c m^{3}$

D. $4 c m^{3}$

Xem đáp án » 01/08/2022 2,134

Câu 4:

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi cạnh bằng 2, $∠ B A D = 60^{0}, S A = S C$ và tam giác SBD vuông cân tại S. Gọi E là trung điểm của SC. Mặt phẳng (P) qua AE và cắt hai cạnh SB,SD lần lượt tại M và N. Thể tích lớn nhất $V_{0}$ của khối đa diện ABCDNEM bằng:

A. $V_{0} = \frac{2 \sqrt{3}}{9}$

B. $V_{0} = \frac{8 \sqrt{3}}{21}$

C. $V_{0} = \frac{2 \sqrt{3}}{7}$

D. $V_{0} = \frac{4 \sqrt{3}}{9}$

Xem đáp án » 02/08/2022 2,031

Câu 5:

Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh đáy bằng 2a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và CD bằng $a \sqrt{3}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

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

B. $4 a^{3} \sqrt{3}$

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

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

Xem đáp án » 02/08/2022 1,943

Câu 6:

Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và có thể tích $V = \frac{a^{3} \sqrt{3}}{6}$ . Tìm số r>0 sao cho tồn tại điểm J nằm trong khối chóp mà khoảng cách từ J đến các mặt bên và mặt đáy đều bằng r?

A. $r = \frac{a \sqrt{3}}{4}$

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

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

D. $r = \frac{a \sqrt{3}}{6}$

Xem đáp án » 02/08/2022 1,162

Câu 7:

Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên bằng $a \sqrt{2}$ . Xét điểm M thay đổi trên mặt phẳng SCD sao cho tổng $Q = M A^{2} + M B^{2} + M C^{2} + M D^{2} + M S^{2}$ nhỏ nhất. Gọi V1 là thể tích của khối chóp S.ABCD và $V_{2}$ là thể tích của khối chóp M.ACD. Tỉ số $\frac{V_{2}}{V_{1}}$ bằng

A. $\frac{11}{140}$

B. $\frac{22}{35}$

C. $\frac{11}{70}$

D. $\frac{11}{35}$

Xem đáp án » 02/08/2022 954

Xem thêm các câu hỏi khác »

Nhà sách VIETJACK:

Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC vuông tại A và SB vuông góc với đáy. Biết $S B = a$ , SC hợp với (SAB) một góc 30⁰ và (SAC) hợp với đáy (ABC) một góc 60⁰. Thể tích khối chóp là:

Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang vuông tại A và D thỏa mãn $S A ⊥ (A B C D)$ và $A B = 2 A D = 2 C D = 2 a = \sqrt{2} S A$ . Thể tích khối chóp S.BCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có diện tích đáy là $16 c m^{2}$ , diện tích một mặt bên là $8 \sqrt{3} c m^{2}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh đáy bằng 2a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và CD bằng $a \sqrt{3}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và có thể tích $V = \frac{a^{3} \sqrt{3}}{6}$ . Tìm số r>0 sao cho tồn tại điểm J nằm trong khối chóp mà khoảng cách từ J đến các mặt bên và mặt đáy đều bằng r?

Bình luận

🔥 Đề thi HOT:

VIP +3 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

Nhà sách VIETJACK:

Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC vuông tại A và SB vuông góc với đáy. Biết SB=a, SC hợp với (SAB) một góc 300 và (SAC) hợp với đáy (ABC) một góc 600. Thể tích khối chóp là:

Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang vuông tại A và D thỏa mãn SA⊥ABCD và AB=2AD=2CD=2a=2SA. Thể tích khối chóp S.BCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có diện tích đáy là 16cm2, diện tích một mặt bên là 83cm2. Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh đáy bằng 2a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và CD bằng a3. Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và có thể tích V=a336. Tìm số r>0 sao cho tồn tại điểm J nằm trong khối chóp mà khoảng cách từ J đến các mặt bên và mặt đáy đều bằng r?

Bình luận

🔥 Đề thi HOT:

VIP +3 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC vuông tại A và SB vuông góc với đáy. Biết $S B = a$ , SC hợp với (SAB) một góc 30⁰ và (SAC) hợp với đáy (ABC) một góc 60⁰. Thể tích khối chóp là:

Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang vuông tại A và D thỏa mãn $S A ⊥ (A B C D)$ và $A B = 2 A D = 2 C D = 2 a = \sqrt{2} S A$ . Thể tích khối chóp S.BCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có diện tích đáy là $16 c m^{2}$ , diện tích một mặt bên là $8 \sqrt{3} c m^{2}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh đáy bằng 2a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và CD bằng $a \sqrt{3}$ . Thể tích khối chóp S.ABCD là:

Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và có thể tích $V = \frac{a^{3} \sqrt{3}}{6}$ . Tìm số r>0 sao cho tồn tại điểm J nằm trong khối chóp mà khoảng cách từ J đến các mặt bên và mặt đáy đều bằng r?