Câu hỏi
Cho hình lăng trụ đứng ABC.A’B’C’, biết đáy ABC là tam giác đều cạnh a. Khoảng cách từ tâm O của tam giác ABC đến mặt phẳng (A’BC) bằng \(\dfrac{a}{6}\). Thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’ là:
- A \(\dfrac{{3{a^3}\sqrt 2 }}{{16}}\).
- B \(\dfrac{{3{a^3}\sqrt 2 }}{8}\).
- C \(\dfrac{{3{a^3}\sqrt 2 }}{{28}}\).
- D \(\dfrac{{3{a^3}\sqrt 2 }}{4}\).
Phương pháp giải:
Thể tích khối lăng trụ: \(V = Sh\).
Lời giải chi tiết:
Gọi I là trung điểm cua BC, kẻ \(AH \bot A'I\).
\(\Delta ABC\) đều cạnh a \( \Rightarrow AI = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2};\,\,{S_{ABC}} = \dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}\)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}AI \cap \left( {A'BC} \right) = \left\{ I \right\}\\AI = 3.OI\end{array} \right. \Rightarrow d\left( {O;\left( {A'BC} \right)} \right) = \dfrac{1}{3}d\left( {A;\left( {A'BC} \right)} \right)\)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}BC \bot AI\\BC \bot AA'\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {AA'I} \right) \Rightarrow BC \bot AH\)
Mà \(AH \bot A'I \Rightarrow AH \bot \left( {A'BC} \right) \Rightarrow d\left( {A;\left( {A'BC} \right)} \right) = AH\)
\( \Rightarrow d\left( {O;\left( {A'BC} \right)} \right) = \dfrac{1}{3}AH = \dfrac{a}{6} \Rightarrow AH = \dfrac{a}{2}\)
\(\Delta AA'I\) vuông tại A, \(AH \bot A'I\)
\( \Rightarrow \dfrac{1}{{A{H^2}}} = \dfrac{1}{{A{I^2}}} + \dfrac{1}{{AA{'^2}}} \Leftrightarrow \dfrac{1}{{{{\left( {\dfrac{a}{2}} \right)}^2}}} = \dfrac{1}{{{{\left( {\dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2}}} + \dfrac{1}{{AA{'^2}}}\)
\( \Leftrightarrow \dfrac{4}{{{a^2}}} = \dfrac{4}{{3{a^2}}} + \dfrac{1}{{AA{'^2}}}\)\( \Leftrightarrow AA' = \dfrac{{a\sqrt 6 }}{4}\)
Thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’ là: \(V = {S_{ABC}}.AA' = \dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\dfrac{{a\sqrt 6 }}{4} = \dfrac{{3{a^3}\sqrt 2 }}{{16}}\).
Chọn: A