Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a mặt bên SAB là tam giác đều, mặt bên SCD là tam giác vuông cân tại S, gọi M là điểm thuộc đường thẳng CD sao cho BM vuông góc với SA. Tính thể tích V của khối chóp S.BDM
A. \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{48}}\)
B. \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{24}}\)
C. \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{32}}\)
D. \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{16}}\)
Lời giải của giáo viên
Gọi E, F lần lượt là trung điểm của đoạn CD và AB, ta có:
\(\Delta SAB\) đều \(\Rightarrow AB\bot SF\Rightarrow CD\bot SF\) (do CD||AB) (1)
\(\Delta SCD\) vuông cân tại S \(\Rightarrow CD\bot SE\) (2)
Từ (1), (2) suy ra \(CD\bot \left( SEF \right)\Rightarrow \left( SEF \right)\bot \left( ABCD \right)\) theo giao tuyến EF
Gọi H là hình chiếu vuông góc của S trên EF \(\Rightarrow SH\bot \left( ABCD \right)\)
Dựng \(BK\bot AH\) tại K \(\Rightarrow BK\bot \left( SAH \right)\Rightarrow BK\bot SA\)
Gọi \(M=BK\cap CD\) ta có \(SH\bot \left( ABCD \right)\) hay \(SH\bot \left( BDM \right)\)
\(\Rightarrow {{V}_{S.BDM}}=\frac{1}{3}SH.{{S}_{BDM}}\)
\(\Delta SCD\) vuông cân tại S \(\Rightarrow SE=\frac{CD}{2}=\frac{a}{2}\)
\(\Delta SAB\) đều cạnh \(AB=a\Rightarrow SF=\frac{a\sqrt{3}}{2};\,\text{EF}=a\)
\(\Rightarrow S{{E}^{2}}+S{{F}^{2}}=\frac{{{a}^{2}}}{4}+\frac{3{{a}^{2}}}{4}={{a}^{2}}=E{{F}^{2}}\Rightarrow \Delta SEF\) vuông cân tại S \(\Rightarrow SH=\frac{SE.SF}{EF}=\frac{\frac{a}{2}.\frac{a\sqrt{3}}{2}}{a}=\frac{a\sqrt{3}}{4}\)
\(\Rightarrow AH=\sqrt{S{{A}^{2}}-S{{H}^{2}}}=\sqrt{{{a}^{2}}-\frac{3{{a}^{2}}}{16}}=\frac{a\sqrt{13}}{4}\) và \(HF=\sqrt{S{{F}^{2}}-S{{H}^{2}}}=\sqrt{\frac{3{{a}^{2}}}{4}-\frac{3{{a}^{2}}}{16}}=\frac{3a}{4}\)
Ta có \(BK.AH=HF.AB\Rightarrow BK=\frac{HF.AB}{AH}=\frac{\frac{3a}{4}.a}{\frac{a\sqrt{13}}{4}}=\frac{3a}{\sqrt{13}}\)
\(\Delta KBA\) và \(\Delta ABI\) là hai tam giác vuông đồng dạng (với \(I=BM\cap AD\))
\(\begin{align} & \Rightarrow \frac{BI}{AB}=\frac{AB}{BK}\Rightarrow BI=\frac{A{{B}^{2}}}{BK}=\frac{{{a}^{2}}}{\frac{3a}{\sqrt{13}}}=\frac{a\sqrt{13}}{3} \\ & \Rightarrow AI=\sqrt{B{{I}^{2}}-A{{B}^{2}}}=\sqrt{\frac{13{{a}^{2}}}{9}-{{a}^{2}}}=\frac{2a}{3}\Rightarrow ID=\frac{a}{3} \\ \end{align}\)
\(\Delta DIM\) và \(\Delta AIB\) là hai tam giác vuông đồng dạng
\(\begin{align} & \Rightarrow \frac{DM}{AB}=\frac{DI}{AI}=\frac{\frac{a}{3}}{\frac{2a}{3}}=\frac{1}{2}\Rightarrow DM=\frac{AB}{2}=\frac{a}{2}\Rightarrow {{S}_{\Delta BDM}}=\frac{1}{2}BC.DM=\frac{1}{2}a.\frac{a}{2}=\frac{{{a}^{2}}}{4} \\ & \Rightarrow {{V}_{S.BDM}}=\frac{1}{3}SH.{{S}_{\Delta BDM}}=\frac{1}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{4}.\frac{{{a}^{2}}}{4}=\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{48} \\ \end{align}\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Với hai số x, t dương thoả xy = 36, bất đẳng thức nào sau đây đúng?
Tìm giá trị thực của tham số m để hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l} \frac{{{x^3} - {x^2} + 2x - 2}}{{x - 1}},x \ne 1\\ 3x + m,x = 1 \end{array} \right.\) liên tục tại x = 1.
Cho hàm số \(y={{x}^{4}}-2\left( 1-{{m}^{2}} \right){{x}^{2}}+m+1\). Tìm tất các giá trị của tham số m để hàm số cực đại, cực tiểu và các điểm cực trị của đồ thị lập thành một tam giác có diện tích lớn nhất
Hàm số \(y={{\left( x+1 \right)}^{\frac{1}{3}}}\) xác định khi \(x+1>0\Leftrightarrow x>-1\)
Mệnh đề sau đây đúng?
Cho hàm số y = f(x) có đồ thị như hình vẽ. Trên khoảng (-1;3) đồ thị hàm số y = f(x) có mấy điểm cực trị?
Cho hàm số \(f\left( x \right)={{x}^{3}}+a{{x}^{2}}+bx+c\). Nếu phương trình \(f\left( x \right)=0\) có ba nghiệm phân biệt thì phương trình \(2f\left( x \right).f''\left( x \right)={{\left[ f'\left( x \right) \right]}^{2}}\) có nhiều nhất bao nhiêu nghiệm?
Số nghiệm của phương trình \({9^x} + {2.3^{x + 1}} - 7 = 0\) là
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, chiều cao của chóp bằng \(\frac{a\sqrt{3}}{2}\). Góc giữa mặt bên và mặt đáy bằng
Giải bất phương trình \({{\log }_{2}}\left( 3x-2 \right)>{{\log }_{2}}\left( 6-5x \right)\) được tập nghiệm là (a;b). Hãy tính tổng S=a+b.
Trên đồ thị của hàm số \(y=\frac{2x-5}{3x-1}\) có bao nhiêu điểm có tọa độ là các số nguyên?
Tích của giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất của hàm số \(f\left( x \right)=x+\frac{4}{x}\) trên đoạn [1;3] bằng
Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại A và có AB = a, \(BC=a\sqrt{3}\), mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (ABC). Thể tích V của khối chóp S.ABC là
Tập xác định D của hàm số \(y = {\left( {x + 1} \right)^{\frac{1}{3}}}\) là
Đồ thị hàm số \(y = \frac{{2017x - 2018}}{{x + 1}}\) có đường tiệm cận đứng là