Câu hỏi
Cho hình trụ có bán kính đáy bằng 4. Một mặt phẳng không vuông góc với đáy và cắt hai đáy của hình trụ theo hai dây cung song song \(MN,\,\,M'N'\) thỏa mãn \(MN = M'N' = 6\). Biết rằng tứ giác \(MNN'M'\) có diện tích bằng 60. Tính chiều cao \(h\) của hình trụ.
- A \(h = 4\sqrt 5 \)
- B \(h = 6\sqrt 5 \)
- C \(h = 4\sqrt 2 \)
- D \(h = 6\sqrt 2 \)
Lời giải chi tiết:
Gọi \(O,\,\,O'\) lần lượt là tâm 2 đáy chứa \(MN,\,\,M'N'\).
Gọi \(E,\,\,F\) lần lượt là hình chiếu của \(M',\,N'\) lên đường tròn \(\left( O \right)\).
Khi đó \(EFN'M'\) là hình chữ nhật \(\left\{ \begin{array}{l}EF//M'N'\\EF = M'N' = 6\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}EF//MN\\EF = MN = 6\end{array} \right. \Rightarrow EFNM\) là hình bình hành. Mà \(EFNM\) nội tiếp \(\left( O \right) \Rightarrow EFNM\) là hình chữ nhật.
\( \Rightarrow \angle EMN = {90^0} \Rightarrow \angle EMN\) chắn nửa đường tròn \( \Rightarrow E,O,N\) thẳng hàng.
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}MN \bot EM\\MN \bot M'E\end{array} \right. \Rightarrow MN \bot \left( {M'ME} \right) \Rightarrow MN \bot MM'\)
\( \Rightarrow {S_{MNN'M'}} = MM'.MN \Leftrightarrow 60 = MM'.6 \Leftrightarrow MM' = 10\)
Gọi \(H\) là trung điểm của \(MN \Rightarrow OH \bot MN\).
Có \(EM \bot MN \Rightarrow EM//OH\).
\( \Rightarrow OH\) là đường trung bình của tam giác \(EMN\).
Xét tam giác vuông \(OHN:\,\,OH = \sqrt {O{N^2} - H{N^2}} = \sqrt {{4^2} - {3^2}} = \sqrt 7 \)\( \Rightarrow EM = 2OH = 2\sqrt 7 \).
Xét tam giác vuông \(MM'E:\,\,M'E = \sqrt {MM{'^2} - E{M^2}} = \sqrt {{{10}^2} - {{\left( {2\sqrt 7 } \right)}^2}} = 6\sqrt 2 = h\).
Chọn D.