Câu hỏi
Cho hình chóp đều \(S.ABCD\) có tất cả các cạnh bằng a, điểm M là trung điểm cạnh SMặt phẳng \(\left( P \right)\) chứa \(AM\) và song song \(BD\). Tính diện tích thiết diện của hình chóp \(S.ABCD\) cắt bởi \(\left( P \right)\).
- A \(\dfrac{{\sqrt 5 {a^2}}}{{\sqrt 3 }}\)
- B \(\dfrac{{\sqrt {10} {a^2}}}{3}\).
- C \(\dfrac{{\sqrt {10} {a^2}}}{6}\).
- D \(\dfrac{{2\sqrt 5 {a^2}}}{{\sqrt 3 }}\).
Lời giải chi tiết:
Gọi O là tâm của hình vuông ABCD. Do S.ABCD là hình chóp đều nên \(SO \bot \left( {ABCD} \right)\)
Gọi G là giao điểm của AM và SO. Qua G, dựng IK // BD, \(\left( {I \in SB,K \in SD} \right)\)\( \Rightarrow \left( {AIMK} \right) \equiv \left( P \right)\).
Thiết diện của hình chóp \(S.ABCD\) cắt bởi \(\left( P \right)\) là tứ giác\(AIMK\).
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}BD \bot AC\\BD \bot SO\end{array} \right. \Rightarrow BD \bot \left( {SAC} \right)\). Mà IK // BD\( \Rightarrow IK \bot \left( {SAC} \right) \Rightarrow IK \bot AM \Rightarrow {S_{AIMK}} = \dfrac{1}{2}.IK.AM\)
\(\Delta SAC\) có \(SA = SC = a,\,\,AC = a\sqrt 2 \Rightarrow \Delta SAC\) vuông cân tại S, \(AM = \sqrt {S{A^2} + S{M^2}} = \sqrt {{a^2} + \dfrac{{{a^2}}}{4}} = \dfrac{{a\sqrt 5 }}{2}\)
G là trọng tâm \( \Rightarrow \dfrac{{SG}}{{SO}} = \dfrac{2}{3} \Rightarrow \dfrac{{IK}}{{BD}} = \dfrac{2}{3} \Rightarrow IK = \dfrac{2}{3}.a\sqrt 2 = \dfrac{{2a\sqrt 2 }}{3}\)
\( \Rightarrow {S_{AIMK}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{{2a\sqrt 2 }}{3}.\dfrac{{a\sqrt 5 }}{2} = \dfrac{{{a^2}\sqrt {10} }}{3}\).
Chọn: B