Câu hỏi

Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình vuông, gọi \(M\) là trung điểm của \(AB\). Tam giác \(SAB\) cân tại \(S\) và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy \(\left( {ABCD} \right)\), biết \(SD = 2a\sqrt 5 ,\,\,SC\) tạo với đáy \(\left( {ABCD} \right)\) một góc \({60^0}\). Tính theo \(a\) thể tích khối chóp \(S.ABCD\).

  • A \(\dfrac{{4{a^3}\sqrt {15} }}{3}\)
  • B \(\dfrac{{{a^3}\sqrt {15} }}{3}\)
  • C \(\dfrac{{4{a^3}}}{3}\)
  • D \(\dfrac{{{a^3}}}{3}\)

Phương pháp giải:

\({V_{S.ABCD}} = \dfrac{1}{3}SM.{S_{ABCD}}\).

Lời giải chi tiết:

Tam giác \(SAB\) cân tại \(S\,\,\left( {gt} \right) \Rightarrow SM \bot AB \Rightarrow SM \bot \left( {ABCD} \right)\).

\( \Rightarrow MC\) là hình chiếu của \(SC\) trên \(\left( {ABCD} \right) \Rightarrow \angle \left( {SC;\left( {ABCD} \right)} \right) = \angle \left( {SC;MC} \right) = \angle SCM = {60^0}\).

Trong tam giác vuông \(SMC\) và \(SMD\) ta có: \(SM = \sqrt {S{D^2} - M{D^2}}  = MC.\tan {60^0}\).

Mà \(MC = MD\) (do \(ABCD\) là hình vuông).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \sqrt {S{D^2} - M{D^2}}  = MD.\tan {60^0} \Leftrightarrow S{D^2} - M{D^2} = 3M{D^2}\\ \Leftrightarrow M{D^2} = \dfrac{{S{D^2}}}{4} = 5{a^2} \Leftrightarrow MD = a\sqrt 5 \end{array}\).

\( \Rightarrow SM = \sqrt {20{a^2} - 5{a^2}}  = \sqrt {15{a^2}}  = a\sqrt {15} \).

Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông \(AMD\) có :

\(M{D^2} = A{D^2} + A{M^2} \Leftrightarrow 5{a^2} = A{D^2} + \dfrac{1}{4}A{D^2} = \dfrac{5}{4}A{D^2} \Leftrightarrow A{D^2} = 4{a^2} \Leftrightarrow AD = 2a\).

Vậy \({V_{S.ABCD}} = \dfrac{1}{3}SM.{S_{ABCD}} = \dfrac{1}{3}.a\sqrt {15} .{\left( {2a} \right)^2} = \dfrac{{4{a^3}\sqrt {15} }}{3}\).

Chọn A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay