Dang 4. Các bài toán khác(góc, khoảng cách,...) liên quan đến thể tích khối đa diện(VDC)

12 18 0
Dang 4. Các bài toán khác(góc, khoảng cách,...) liên quan đến thể tích khối đa diện(VDC)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Câu [2H1-3.4-4] (Đặng Thành Nam Đề 10) Cho khối chóp tứ giác S ABCD có đáy hình bình hành, AD  4a , SA  SB  SC  SD  6a Khi khối chóp S ABCD tích đạt giá trị lớn  SBC   SCD  nhất, sin góc hai mặt phẳng 15 A B C D Lời giải Tác giả: Phạm Cao Thế; Fb: Cao Thế Phạm Chọn B Vì SA  SB  SC  SD � ABCD tứ giác nội tiếp hình chiếu vng góc S lên mặt  ABCD  trùng với tâm đường tròn ngoại tiếp tứ giác ABCD Kết hợp với ABCD phẳng SO   ABCD  hình bình hành suy ABCD phải hình chữ nhật tâm O AB  x  x   Đặt BD AB  AD x  16a OB    2 Khi x  16a 8a  x � SO  SB  OB  6a   S ABCD Thể tích khối chóp là: 2 VS ABCD  SO.S ABCD 8a  x 4ax 2ax 8a  x 2a �x 8a  x � 8a   � � � 3 � � 2 Dấu xảy khi: x  8a  x � x  2a 8a max VS ABCD  � x  2a Vậy Khi đó: 4a 3SC.VS BCD 15 sin � SBC  ,  SCD     2S SBC S SCD �1 � �1 � � 2a 5a � � 4a 2a � �2 � �2 � d  B,  SCD   d  O,  SCD   sin � SBC  ,  SCD    d  B, SC  d  B, SC  Cách 2: Ta tính    Câu  [2H1-3.4-4] (CHUYÊN LÊ THÁNH TÔNG QUẢNG NAM LẦN NĂM 2019) Cho hình chóp S ABC với đáy ABC tam giác vng B có AC  BC , đường trung tuyến BM ,  SBM   SCN  vng góc đường phân giác CN MN  a Các mặt phẳng 3a  ABC  Thể tích khối chóp S ABC Gọi I trung điểm SC với mặt phẳng Khoảng cách hai đường thẳng MN IB a A a B 3a C Lời giải 3a D Tác giả: Huỳnh Quy ; Fb: huynhquysp Chọn C Cách 1: SH   ABC  Gọi H giao điểm CN BM Ta có Đặt BC  x (với x  ) Ta có CB  CM  BM  AC � BCM Xét BCM có đường phân giác CH đường cao nên CH  BM � CN  BM H � tứ giác BCMN nội tiếp đường tròn �  90� � CMN , hay MN  CA Suy hai tam giác MNA BCA đồng dạng a x MN AM   x � x  a ; AC  2a � BC AB � x Lấy E trung điểm CM AN AM   MN P BEI  Ta có AB AE � MN P BE � � d  MN , BI   d  MN ,  BEI    d  M ,  BEI    2d  H ,  BEI   SH  Nên Ta có Đặt 3VS ABC  a SABC HB  a HC  BC  HB  ; y  d  H ,  BEI    a 3 2 �a � 3a a � HF  HC  �2 � � � � �  IEB  cắt HB B ; Xét tam diện vuông đỉnh H với ba cạnh HB , HC , HS ta có mặt phẳng cắt HC F cắt HS K , ta có 1 1 1 64        2 2 2 y HB HF HK �a � �a � �3a � 9a � � �� � � y  a � � �� � � � 3a d  MN , BI   � a  Do Cách 2: Đặt BC  x (với x  ) Dễ thấy x  a Gọi K giao điểm BM CN Gọi J trung điểm CM , G giao điểm CN BJ  IJB  P SMN  Ta có d  BI , MN   d  G ,  SMN    d  C ,  SMN   � 3a VS CMN  VS ABC  Mà 3a 3 3a d  C ,  SMN   � S SMN  d  C ,  SMN   � a  � � � Câu d  C ,  SMN    3a a d  BI , MN   � [2H1-3.4-4] (Nguyễn Du Dak-Lak 2019) Cho hình chóp tứ giác S ABCD có độ dài cạnh ( S ) mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S ABCD , đáy độ dài cạnh bên Gọi ( S ) Khoảng cách có tâm O Lấy G trọng tâm tam giác SAD Lấy điểm M GM đạt giá trị nhỏ 17 + 31 17 - 31 15 + 33 15 - 33 12 12 12 12 A B C D Lời giải Tác giả: Vũ Văn Hiến; Fb: Vu Van Hien Chọn B � SI ^ ( ABCD ) + Gọi I tâm ABCD Dựng mặt phẳng trung trực cạnh SA N cắt SI O Vậy O tâm mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S ABCD bán kính R = SO 2 + Theo giả thiết ta suy ra: AC = � AI = � SI = SA - AI = SA SN SO SA2 SNO ∽ SIA �  � SO  SA   R SI SA SI 2.SI ( S ) nên để có khoảng cách GM nhỏ + Vì trọng tâm G cố định, M điểm di động GM = R - OG M , G, O thẳng hàng, đó: (quan sát hình vẽ) + Gọi E trung điểm AD � IE  � SE  SI  IE  2 � SG  + Tam giác vng SIE có �  cos ISE SI 2  SE + Trong tam giác SOG , áp dụng định lí sin ta có: �  11 � OG  33 OG  SO  SG  2.SO.SG.cos ISM 48 12 Vậy GM  R  OG  33 15  33   12 12 * Nhận xét: Nếu toán yêu cầu GM max  R  OG Câu [2H1-3.4-4] (THPT-Yên-Khánh-Ninh-Bình-lần-4-2018-2019-Thi-tháng-4)Cho hình hộp chữ 2a B C D Khoảng cách hai đường thẳng AB B� C , hai nhật ABCD A���� 2a a đường thẳng BC AB�là , hai đường thẳng AC BD�là Thể tích khối B C D hộp ABCD A���� 3 3 A 8a B 4a C 2a D a Lời giải Tác giả: Giáp Văn Khương; Fb: Giáp Văn Khương Chọn C z Gọi độ dài cạnh hình hộp AB  x, BC  y, AA� AB   BCC � B� A�  , BC   ABB�  Nên từ B kẻ BM  B� C M BN  AB�tại N 2a BM  BN  Ta có 1 1 1     2 2 y z x z �2a � �2a � 1 1 � � � �     2 5 y z a � � � � z 4a (1) Ta có hay x Từ suy x  y BCD   A���� C Kẻ đường thẳng qua D�song song với AC mặt phẳng đáy , cắt B�� J , dễ thấy C �là trung điểm B� J BJ cắt CC �tại trung điểm K Gọi mp  P   mp  BD� , D� J I tâm mặt đáy, O tâm hình hộp Ta có d  AC , BD� , P   d  I, P    d  C,  P    d  C�  D� J , kẻ IH  OD�ta d ( I ,( P))  IH Ta có ID�   �z � �x � �a � �� � � � �   �2 � � � � � z a (2) Vậy ta có hay x Từ (1) (2) ta có x  y  a, z  2a Vậy thể tích khối hộp chữ nhật V  a.a.2a  2a Câu B C D có A� B vuông [2H1-3.4-4] (Nguyễn Trãi Hải Dương Lần1) Cho hình hộp ABCD A���� góc với mặt phẳng đáy  ABCD  , góc AA�và  ABCD  45� Khoảng cách từ A đến C C D D  BB��  CC �� đường thẳng BB�và DD�bằng Góc mặt mặt phẳng 60� Thể tích khối hộp cho A B C D 3 Lời giải Tác giả: Hà Lê; Fb: Ha Le Chọn C Cách 1: Gọi H , K hình chiếu vng góc A�trên đường thẳng BB�và DD� Ta có: d  A; BB� ; BB� H  d  A; DD� ; DD� K 1   d  A�   A�   d  A�   A� , � AA� ,  ABCD    45� � � � � � A B  ABCD �   � � A� AB  45o A� B   ABCD  � A� B  AB Từ  1  2  1  2 B  AB AB tam giác vuông cân B � A� ta suy A� � A� B  A�� B � H trung điểm BB� C C D D  BB��  CC �� Mặt khác, góc hai mặt phẳng góc hai mặt phẳng �� � � ��  AA D D   BB A A  nên ta suy HA K  60�, mà A� H  A� K  (chứng minh trên) � A� HK tam giác � S A�HK  A� H  � BB� 2 �A� H  BB� � K  BB� � BB�   A� HK  �A� �A� H �A� K   A�  Lại có: � � HK  VA��� B D ABD  BB S A� 3  VABCD A���� B C D  2VA��� B D ABD   Do đó: Vậy Cách 2: (Võ Thanh Hải) BB�vuông cân A�và BB�  A� H  Từ ta tính Với giả thiết ta suy A� S  A� H BB� 2 ABB�A� *Vì H  BB� �A� � K  BB� BB� // DD�  � BB�  A� HK  �  ABB� A� HK     A� �A� �� C C  ,  CC �� D D    � D D  ,  BB� A� A    HA K  60�  BB��  AA�� � , mà A� H  A� K  nên d  D,  ABB� A� A� H     d  K ,  ABB�    d  K , A� HK đều, suy A� Ta có * �� VABCD A���� B C D  d  D ,  ABB A   S ABB � A�  Cách 3: Lưu Thêm +) Gọi H , K hình chiếu A BB � , DD� , K �lần lượt hình chiếu A�trên BB� Gọi H � , DD� +) Ta có AH  AK  �AB  45� B  AB  x � AA� x AB vuông cân B Đặt A� +) A� nên A� � x 2.x  1.x A AB.sin 45� A�� H BB� 2 � x  � AA� +) Ta có A� +) +) +) B� C    � HE , KE   60�   BCC �  ,  CDD�� � S AHEK  AH AK sin   � VABCD A���� B C D  VAHEK A�� H E �� K  AA S AHEK   Buiquyminh304@gmail.com Câu [2H1-3.4-4] (CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT 2019 lần 1) Cho lăng trụ ABCD A ' B ' C ' D ' có đáy ABCD hình vng cạnh 2a, AA '  A ' D, hình chiếu vng góc A ' thuộc hình 6a vng ABCD, khoảng cách hai đường thẳng CD AB ' 10 Tính thể tích khối chóp A ' MNP M , N , P trung điểm cạnh CD, CC ', DD ' A 12a B a 3 C 2a D 3a Lời giải Tác giả: Nguyễn Ngọc Minh ; Fb: Minh Nguyen Chọn B  ABCD  ; I , K trung điểm *) Gọi H hình chiếu A ' lên mặt phẳng AD, BC O tâm hình vng ABCD A ' H   ABCD  Ta có A ' H  AD, A ' K  AD (Do A ' A  A ' D ) nên HK  AD Mà OK  AD nên suy ba điểm H , O, K thẳng hàng theo giải thiết ta H thuộc đoạn IK Theo giả thiết H thuộc hình vng ABCD nên H trùng K H trùng I Trường hợp 1: H trùng với K *) Kẻ HF  AA ' , với F thuộc đoạn A ' A BC a AB   A ' AH  � AB  HF HF   ABB ' A ' Dễ thấy: nên � d  H ,  ABB ' A '   HF d  CD, AB '  d  CD,  ABB ' A '   CD //  ABB ' A ' Ta có (do ) 3a DA HF   d H , ABB ' A '      d  C ,  ABB ' A '  DH 10  2HF Nên 1 1 1 10 1   �    2  2 2 2 AH A' H A' H HF AH 9a a 9a *) Xét tam giác AA ' H có HF � A ' H  3a V  A ' H S ABCD  3a  2a   12a *) Ta có ABCD A ' B ' CC ' D ' V  d  A ',  CDD ' C '  SCDD ' C ' Lại có ABCD A ' B 'CC ' D '  12 d  A ',  CDD ' C '   S MNP  12VA ' MNP  4.d  A ',  CDD ' C '  S MNP (do SCDD 'C '  4S MNP ) HA  3 Từ suy 12a  12VA 'MNP � VA ' MNP  a Trường hợp 2: H �I , tương tự trường hợp 1, kết VA ' MNP  a Thêm câu tương tự câu 47, thay đổi đề H thuộc bên hình vng ABCD Câu [2H1-3.4-4] (CHUN HUỲNH MẪN ĐẠT 2019 lần 1) Cho lăng trụ ABCD A ' B ' C ' D ' có đáy ABCD hình vng cạnh 2a, AA '  A ' D, hình chiếu vng góc A ' thuộc bên 6a hình vng ABCD, khoảng cách hai đường thẳng CD AB ' 10 Tính thể tích khối chóp A ' MNP M , N , P trung điểm cạnh CD, CC ', DD ' A 12a B a 3 C 2a D 3a Lời giải Tác giả: Nguyễn Ngọc Minh ; Fb: Minh Nguyen  ABCD  ; I , K trung điểm *) Gọi H hình chiếu A ' lên mặt phẳng AD, BC A ' H   ABCD  Ta có A ' H  AD, A ' K  AD (Do A ' A  A ' D ) nên HK  AD Mà OK  AD nên suy ba điểm H , O, K thẳng hàng theo giải thiết ta H thuộc bên đoạn thẳng IK *) Kẻ HE  AB, HF  A ' E , với E thuộc đoạn AB F thuộc đoạn A ' E BC HE  a AB   A ' EH  � AB  HF HF   ABB ' A ' Dễ thấy: nên � d  H ,  ABB ' A '   HF Ta có d  CD, AB '  d  CD,  ABB ' A '   (do CD //  ABB ' A ' ) CG  d  C ,  ABB ' A '   CH d  H ,  ABB ' A '   (Do H thuộc đoạn IK nên kẻ CH cắt AB 3a CG HF  2 10 G CH )  2HF Nên �  HF  3a  sin HEF HE 10 a 10 *) Xét tam giác HEF có �  � tan HEF � 3 � cos HEF � 10 (do A ' EH góc nhọn) � Xét tam giác A ' EH có A ' H  EH tan HEA '  3a V  A ' H S ABCD  3a  2a   12a *) Ta có ABCD A ' B ' CC ' D ' V  d  A ',  CDD ' C '  SCDD ' C ' Lại có ABCD A ' B 'CC ' D '  4.d  A ',  CDD ' C '  S MNP  12 d  A ',  CDD ' C '   S MNP  12VA ' MNP  4S MNP ) (do SCDD 'C ' 3 Từ suy 12a  12VA 'MNP � VA ' MNP  a Câu [2H1-3.4-4] (Ba Đình Lần2) Cho hình chóp S ABCD có đáy hình vng cạnh a , a 17 SD  Hình chiếu vng góc H S lên mặt  ABCD  trung điểm đoạn AB Gọi K trung điểm AD Khoảng cách hai đường SD HK a A 3a C Lời giải a B a 21 D Tác giả: Lê Nguyễn Phước Thành; Fb: Thành Lê Chọn A Trong Vì  ABCD  có HK đường trung bình ABD nên HK // BD ; vẽ HM  BD �HK // BD � HK //  SBD  � �BD � SBD  , mà SD � SBD  � d  HK , SD   d  HK ,  SBD   �HM  BD � BD   SHM  � BD � SBD  �  SBD    SHM  SH  BD � Ta có , mà Trong mặt  SHM  vẽ HN  SM N �SM �  SBD    SHM  �  SBD  � SHM   SM � HN   SBD  � �HN  SM � Vậy khoảng cách từ d  HK ,  SBD    d  H ,  SBD    HN Gọi O giao điểm AC BD Ta thấy HM  AO a 3a a  MD  BD  HD  HM  MD  ; 4 nên 2 Do SHD vuông H nên SH  SD  HD  a 1 SH HM a   � HN   2 SH HM SH  HM SHM vuông H , đường cao HN : HN Câu [2H1-3.4-4] (Chuyên Hạ Long lần 2-2019) Cho tứ diện ABCD có AB  3a , AC  2a , d  C ,  ABD   �  CAD �  DAB �  600 AD  5a ; BAC Tính 2a A a B a C 2a D Lời giải Tác giả: Nguyễn Thị Phượng; Fb: Nguyễn Thị Phượng Chọn C Áp dụng công thức AB AC AD � cos CAD � cos DAB �  cos BAC �  cos CAD �  cos DAB � VABCD   cos BAC  3a.2a.5a 1 1 1      a 2 4 S ABD  � D  3a.5a  15 a AB AD.sin BA 2 3V VC ABD  d  C ,  ABD   S ABD � d  C ,  ABD    C ABD S ABD 2 a   a 15 a / ... SBM   SCN  vng góc đường phân giác CN MN  a Các mặt phẳng 3a  ABC  Thể tích khối chóp S ABC Gọi I trung điểm SC với mặt phẳng Khoảng cách hai đường thẳng MN IB a A a B 3a C Lời giải... 45� Khoảng cách từ A đến C C D D  BB��  CC �� đường thẳng BB�và DD�bằng Góc mặt mặt phẳng 60� Thể tích khối hộp cho A B C D 3 Lời giải Tác giả: Hà Lê; Fb: Ha Le Chọn C Cách 1: Gọi H... cạnh 2a, AA '  A ' D, hình chiếu vng góc A ' thuộc hình 6a vng ABCD, khoảng cách hai đường thẳng CD AB ' 10 Tính thể tích khối chóp A ' MNP M , N , P trung điểm cạnh CD, CC ', DD ' A 12a B a

Ngày đăng: 02/05/2021, 15:29

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan