Câu hỏi
Cho khối lăng trụ \(ABC.A'B'C'\) có đáy \(ABC\) là tam giác vuông tại \(A\), \(AB = a\), \(BC = 2a\), \(A'B\) vuông góc với mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) và góc giữa \(A'C\) và mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) bằng \({30^0}\)(tham khảo hình vẽ bên). Tính thể tích khối lăng trụ \(ABC.A'B'C'\)
- A \(\frac{{{a^3}}}{3}.\)
- B \(3{a^3}.\)
- C \({a^3}.\)
- D \(\frac{{{a^3}}}{6}.\)
Phương pháp giải:
Góc giữa đường thẳng \(d\) và mặt phẳng \(\left( P \right)\) là góc giữa \(d\) và \(d'\) với \(d'\) là hình chiếu của \(d\) lên \(\left( P \right).\)
Thể tích khối lăng trụ có chiều cao \(h\) và diện tích đáy \(S\) là \(V = h.S\)
Sử dụng định lý Pytago và tỉ số lượng giác của góc nhọn để tính toán.
Lời giải chi tiết:
Hình chiếu của \(A'C\) xuống mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) là \(BC\) nên góc giữa \(A'C\) và mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) là góc giữa \(A'C\) và \(BC\) hay \(\angle A'CB = {30^0}\)
Vì \(A'B \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow A'B \bot BC\)
Xét tam giác vuông \(A'BC\) có \(A'B = BC.\sin \angle A'CB = 2a.\tan 30^\circ = \frac{{2a}}{{\sqrt 3 }}\)
Xét tam giác vuông \(ABC\), theo định lý Pytago ta có \(AC = \sqrt {B{C^2} - A{B^2}} = \sqrt {4{a^2} - {a^2}} = a\sqrt 3 \)
Thể tích khối lăng trụ là \({V_{ABC.A'B'C'}} = A'B.{S_{ABC}} = A'B.\frac{1}{2}AB.AC = \frac{{2a}}{{\sqrt 3 }}.\frac{1}{2}a.a\sqrt 3 = {a^3}\) .
Chọn C.