Câu hỏi

Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình bình hành. Gọi \(M\) là điểm đối xứng của \(C\) qua \(B\) và \(N\) là trung điểm của \(SC\). Mặt phẳng \(\left( {MND} \right)\)  chia khối chóp \(S.ABCD\) thành hai khối đa diện, trong đó khối đa diện chứa đỉnh \(S\) có thể tích \({V_1}\), khối đa diện còn lại có thể tích \({V_2}\) (tham khảo hình vẽ dưới đây. Tính tỉ số \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}}\).

 

  • A  \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{{12}}{7}\) 
  • B \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{5}{3}\)                                  
  • C  \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{1}{5}\)                                 
  • D  \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{7}{5}\)

Phương pháp giải:

+) So sánh thể tích khối tứ diện \(NMCD\) với thể tích \(V\) của khối chóp \(S.ABCD\).

+) So sánh thể tích \({V_2}\) với thể tích khối tứ diện \(NMCD\), từ đó suy ra thể tích \({V_2}\) so với \(V\).

+) Từ đó suy ra đáp số.

Lời giải chi tiết:

 

Gọi \(V\) là thể tích khối chóp \(S.ABCD\).

Có \(BP//DC\) \( \Rightarrow \dfrac{{BP}}{{DC}} = \dfrac{{MP}}{{MD}} = \dfrac{{MB}}{{MC}} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow \dfrac{{BP}}{{AB}} = \dfrac{1}{2}\) \( \Rightarrow P\) là trung điểm của \(AB\)

Ta có : \(\Delta MBP = \Delta DAP\,\,\left( {c.g.c} \right) \Rightarrow {S_{\Delta MBP}} = {S_{\Delta DAP}}\)

 \( \Rightarrow {S_{\Delta MBP}} + {S_{BCDP}} = {S_{\Delta DAP}} + {S_{BCDP}} \Rightarrow {S_{MCD}} = {S_{ABCD}}\)

Mà \(\dfrac{{d\left( {N,\left( {MCD} \right)} \right)}}{{d\left( {S,\left( {ABCD} \right)} \right)}} = \dfrac{{NC}}{{SC}} = \dfrac{1}{2}\)

\( \Rightarrow \dfrac{{{V_{N.MCD}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{{\dfrac{1}{3}{S_{MCD}}.d\left( {N,\left( {MCD} \right)} \right)}}{{\dfrac{1}{3}{S_{ABCD}}.d\left( {S,\left( {ABCD} \right)} \right)}} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow {V_{N.MCD}} = \dfrac{1}{2}{V_{S.ABCD}} = \dfrac{V}{2}.\)

Xét tam giác \(MNC\), áp dụng định lý Menelaus cho bộ ba điểm thẳng hàng \(B,Q,S\) ta có :

\(\dfrac{{BM}}{{BC}}.\dfrac{{SC}}{{SN}}.\dfrac{{QN}}{{QM}} = 1 \Leftrightarrow 1.2.\dfrac{{QN}}{{QM}} = 1 \Leftrightarrow \dfrac{{QN}}{{QM}} = \dfrac{1}{2}\) \( \Rightarrow \dfrac{{MQ}}{{MN}} = \dfrac{2}{3}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \dfrac{{{V_{M.PBQ}}}}{{{V_{M.NCD}}}} = \dfrac{{MB}}{{MC}}.\dfrac{{MP}}{{MD}}.\dfrac{{MQ}}{{MN}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{2}.\dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{6}\\ \Rightarrow {V_{M.PBQ}} = \dfrac{1}{6}{V_{M.NCD}} = \dfrac{1}{6}.\dfrac{V}{2} = \dfrac{V}{{12}}\\ \Rightarrow {V_{BPQ.CDN}} = {V_{M.CDN}} - {V_{M.BPQ}} = \dfrac{V}{2} - \dfrac{V}{{12}} = \dfrac{{5V}}{{12}}\\ \Rightarrow {V_2} = \dfrac{{5V}}{{12}} \Rightarrow {V_1} = V - \dfrac{{5V}}{{12}} = \dfrac{{7V}}{{12}} \Rightarrow \dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{7}{5}.\end{array}\)

Chọn D.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay