Câu hỏi

Cho lăng trụ \(ABC.A'B'C'\) có chiều cao là \(8\) và đáy là tam giác đều cạnh bằng \(4\). Gọi \(M\), \(N\) và \(P\) lần lượt là tâm của các mặt bên \(ABB'A'\), \(ACC'A'\) và \(BCC'B'\). Thể tích của khối đa diện lồi có các đỉnh là các điểm \(A\), \(B\), \(C\), \(M\), \(N\), \(P\) bằng

  • A \(12\sqrt 3 \).                                   
  • B \(16\sqrt 3 \).                                   
  • C \(\dfrac{{28\sqrt 3 }}{3}\).           
  • D \(\dfrac{{40\sqrt 3 }}{3}\).

Phương pháp giải:

- Dựng thiết diện của lăng trụ khi cắt bởi \(\left( {MNP} \right)\).

- Sử dụng phương pháp phân chia khối đa diện để tính thể tích.

Thể tích khối lăng trụ có chiều cao \(h\) và diện tích đáy \(B\) là \(V = Bh\)

Thể tích khối chóp có chiều cao \(h\) và diện tích đáy \(B\) là \(V = \dfrac{1}{3}Bh\)

Lời giải chi tiết:

Gọi \(DEF\) là thiết diện của lăng trụ khi cắt bởi \(\left( {MNP} \right)\). Khi đó \(D,E,F\) là trung điểm của các cạnh \(AA',BB',CC'\).

Ta có : \({V_{ABC.A'B'C'}} = {S_{ABC}}.h = \dfrac{{{4^2}\sqrt 3 }}{4}.8 = 32\sqrt 3  \Rightarrow {V_{ABC.DEF}} = \dfrac{1}{2}{V_{ABC.A'B'C'}} = 16\sqrt 3 \).

\(\dfrac{{{V_{A.DMN}}}}{{{V_{A.A'B'C'}}}} = \dfrac{{AD}}{{AA'}}.\dfrac{{AM}}{{AB'}}.\dfrac{{AN}}{{AC'}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{8}\) \( \Rightarrow {V_{A.DMN}} = \dfrac{1}{8}{V_{A.A'B'C'}} = \dfrac{1}{8}.\dfrac{1}{3}{V_{ABC.A'B'C'}} = \dfrac{1}{{24}}.32\sqrt 3  = \dfrac{4}{3}\sqrt 3 \)

Tương tự ta có \({V_{B.MEP}} = {V_{C.NFP}} = \dfrac{4}{3}\sqrt 3 \).

Vậy \({V_{MNPABC}} = {V_{ABC.A'B'C'}} - {V_{ABC.DEF}} - {V_{A.DMN}} - {V_{B.MEP}} - {V_{C.NFP}} = 32\sqrt 3  - 16\sqrt 3  - \dfrac{4}{3}\sqrt 3  - \dfrac{4}{3}\sqrt 3  - \dfrac{4}{3}\sqrt 3  = 12\sqrt 3 \)

Chọn A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay