Bài 42 trang 11 SBT Hình học 12 Nâng cao


Giải bài 42 trang 11 sách bài tập Hình học 12 Nâng cao. Cho đường tròn đường kính AB nằm trên mặt phẳng ...

Đề bài

Cho đường tròn đường kính AB nằm trên mặt phẳng \(\left( P \right)\) và một điểm di động trên đường tròn. Trên đường thẳng vuông góc với \(mp\left( P \right)\) tại A, lấy một điểm S. Mặt phẳng \(\left( Q \right)\) qua A vuông góc với SB tại K cắt SM tại H. Tìm vị trí của M để tính thể tích khối chóp S.AHK lớn nhất. Chứng minh rằng khi đó cung AM nhỏ hơn cung BM.

Quảng cáo

Lộ trình SUN 2025

Lời giải chi tiết

\(\eqalign{  & MB \bot AM,MB \bot SA  \cr  &  \Rightarrow MB \bot \left( {SAM} \right) \Rightarrow MB \bot AH(1)  \cr  & SB \bot \left( {AKH} \right) \Rightarrow SB \bot AH.(1) \cr} \)

Từ (1) và (2) suy ra \(\eqalign{  & AH \bot \left( {SMB} \right) \Rightarrow AH \bot SM,AH \bot HK.  \cr  & {V_{S.AHK}} = {1 \over 3}{S_{AHK}}.SK = {1 \over 6}AH.KH.SK. \cr} \)

Vì \(SK\) cố định nên :

\({V_{S.AHK}}\max  \Leftrightarrow \left( {AH.KH} \right)\max  \)

\(\Leftrightarrow \left( {A{H^2}.K{H^2}} \right)\max  \Leftrightarrow A{H^2} = K{H^2} = {{A{K^2}} \over 2}\)

( vì \(A{H^2} + H{K^2} = A{K^2}\) không đổi).

Vậy ta chỉ cần xác định vị trí điểm M thỏa mãn điều kiện \(A{H^2} = {{A{K^2}} \over 2}.\left(  *  \right)\)

Đặt \(\widehat {MAB}\) =x,SA=h, AB=2R. Ta có

\(\eqalign{  & A{K^2} = {{S{A^2}.A{B^2}} \over {S{B^2}}} = {{4{R^2}{h^2}} \over {4{R^2} + {h^2}}},  \cr  & AM = 2R{\mathop{\rm cosx}\nolimits} ,  \cr  & A{H^2} = {{S{A^2}.A{M^2}} \over {S{M^2}}} = {{4{h^2}{R^2}{{\cos }^2}x} \over {{h^2} + 4{R^2}{{\cos }^2}x}}. \cr} \)

Từ \(\left(  *  \right)\) ta suy ra : \({\cos ^2}x = {{{h^2}} \over {2\left( {{h^2} + 2{R^2}} \right)}} < {1 \over 2}.\)

Từ đây ta xác định được x, tức là xác định được vị trí điểm M (có hai vị trí của điểm M ).

Từ \({\cos ^2}x < {1 \over 2}\) suy ra \({\mathop{\rm cosx}\nolimits}  < {{\sqrt 2 } \over 2} = \cos {45^0} \Rightarrow x > {45^0}  \).

Vậy cung BM lớn hơn cung AM

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.