Câu hỏi

Cho hình vuông \(ABCD\) và \(ABEF\) có cạnh bằng \(1\), lần lượt nằm trên hai mặt phẳng vuông góc với nhau. Gọi \(S\) là điểm đối xứng với \(B\) qua đường thẳng \(DE\). Tính thể tích của khối đa diện \(ABCDSEF\).

  • A \(\dfrac{7}{6}\)
  • B \(\dfrac{2}{3}\)
  • C \(\dfrac{{11}}{{12}}\)
  • D \(\dfrac{5}{6}\)

Phương pháp giải:

Phân chia khối đa diện: \({V_{ABCD.SEF}} = {V_{C.BDSE}} + {V_{F.BDSE}} + {V_{ABDF}} = {V_1} + {V_2} + {V_3}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có: \({V_{ABCD.SEF}} = {V_{C.BDSE}} + {V_{F.BDSE}} + {V_{ABDF}} = {V_1} + {V_2} + {V_3}\).

Gọi \(O = AC \cap BD\) ta có \(AC \bot BD\) tại \(O\).

Gọi \(BS \cap DE = H\)\( \Rightarrow BS \bot ED\) tại \(H\).

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {ABCD} \right) \bot \left( {ABEF} \right)\\\left( {ABCD} \right) \cap \left( {ABEF} \right) = AB\\BE \subset \left( {ABCD} \right);\,\,BE \bot AB\end{array} \right.\)\( \Rightarrow BE \bot \left( {ABCD} \right)\).

Do đó \(\left\{ \begin{array}{l}CA \bot BD\\CA \bot BE\end{array} \right. \Rightarrow CA \bot \left( {BDSE} \right)\).

Vì \(ABCD\) là hình vuông cạnh \(1\) nên \(BD = \sqrt 2 \).

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông \(BDE\) có:

\(BH = \dfrac{{BE.BD}}{{\sqrt {B{E^2} + B{D^2}} }}\)\( = \dfrac{{1.\sqrt 2 }}{{\sqrt {{1^2} + {{\left( {\sqrt 2 } \right)}^2}} }} = \dfrac{{\sqrt 6 }}{3}\)\( \Rightarrow BS = 2BH = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}\).

Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông \(BDE\) có: \(DE = \sqrt {B{E^2} + B{D^2}} \)\( = \sqrt {{1^2} + {{\left( {\sqrt 2 } \right)}^2}}  = \sqrt 3 \).

\( \Rightarrow {S_{BDSE}} = \dfrac{1}{2}BS.DE\)\( = \dfrac{1}{2}.\dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}.\sqrt 3  = \sqrt 2 \).

\( \Rightarrow {V_1} = {V_{C.BDSE}} = \dfrac{1}{3}.CO.{S_{BCSE}}\)\( = \dfrac{1}{3}.\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}.\sqrt 2  = \dfrac{1}{3}\).

Ta có: \(AF\parallel \left( {BDSE} \right)\)\( \Rightarrow d\left( {F;\left( {BDSE} \right)} \right) = d\left( {A;\left( {BDSE} \right)} \right)\)\( = AO = \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}\).

\( \Rightarrow {V_2} = {V_{F.CDSE}}\)\( = \dfrac{1}{3}.\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}.\sqrt 2  = \dfrac{1}{3}\).

\({V_{ABDF}} = \dfrac{1}{3}.FA.\dfrac{1}{2}.AB.AD\)\( = \dfrac{1}{6}\).

Vậy \({V_{ABCD.SEF}} = \dfrac{1}{3} + \dfrac{1}{3} + \dfrac{1}{6} = \dfrac{5}{6}\).

Chọn D.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay