Câu hỏi

Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy là tam giác cân tại \(A\), mặt bên \(\left( {SBC} \right)\) là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi \(\left( \alpha  \right)\) là mặt phẳng đi qua điểm \(B\) và vuông góc với \(SC\), chia khối chóp thành hai phần. Tính tỉ số thể tích của hai phần đó.

  • A \(\dfrac{1}{2}\)
  • B \(\dfrac{1}{3}\)
  • C \(\dfrac{2}{3}\)
  • D \(\dfrac{1}{4}\)

Phương pháp giải:

- Gọi \(I\) là trung điểm của \(BC\), chứng minh \(SI \bot \left( {ABC} \right)\).

- Kẻ \(IH \bot SC\), chứng minh \(SC \bot \left( {AHI} \right)\).

- Qua \(B\) dựng mặt phẳng song song với \(\left( {AHI} \right)\), chứng minh đó là mặt phẳng qua \(B\) và vuông góc với \(SC\).

- Sử dụng tỉ số thể tích: Cho hình chóp \(S.ABC\), các điểm \(A',\,\,B',\,\,C'\) lần lượt thuộc \(SA,\,\,SB,\,\,SC\), khi đó ta có \(\dfrac{{{V_{S.A'B'C'}}}}{{{V_{S.ABC}}}} = \dfrac{{SA'}}{{SA}}.\dfrac{{SB'}}{{SB}}.\dfrac{{SC'}}{{SC}}\).

Lời giải chi tiết:

Gọi \(I\) là trung điểm của \(BC\), do tam giác \(SBC\) đều nên \(SI \bot BC\).

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {SBC} \right) \bot \left( {ABC} \right)\\\left( {SBC} \right) \cap \left( {ABC} \right) = BC\\\left( {SBC} \right) \supset SI \bot BC\end{array} \right.\) \( \Rightarrow SI \bot \left( {ABC} \right)\).

Vì tam giác \(ABC\) cân tại \(A\) (gt) nên \(AI \bot BC\), lại có \(AI \bot SI\) (do \(SI \bot \left( {ABC} \right)\)) nên suy ra \(AI \bot \left( {SBC} \right)\), do đó \(AI \bot SC\).

Gọi \(K\) là trung điểm của \(SC\), do \(\Delta SBC\) đều nên \(BK \bot SC\), trong \(\left( {SBC} \right)\) kẻ \(IH\parallel BK\,\,\left( {H \in SC} \right)\) \( \Rightarrow IH \bot SC\).

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}IH \bot SC\\AI \bot SC\end{array} \right. \Rightarrow SC \bot \left( {AHI} \right)\).

Trong \(\left( {SAC} \right)\) kẻ \(KN\parallel AH\,\,\left( {N \in SA} \right)\) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}BK\parallel IH\\KN\parallel AH\end{array} \right. \Rightarrow \left( {BKN} \right)\parallel \left( {AHI} \right)\).

Mà \(SC \bot \left( {AHI} \right) \Rightarrow SC \bot \left( {BKN} \right)\).

Do đó mặt phẳng qua \(B\) và vuông góc với \(SC\) chính là \(\left( {BKN} \right)\). Mặt phẳng \(\left( {BKN} \right)\) chia khối chóp đã cho thành hai phần. Đặt \({V_1} = {V_{S.BKN}}\), \({V_2} = {V_{BKN.ABC}}\).

Áp dụng định lí Ta-lét ta có:

\(\begin{array}{l}\dfrac{{HC}}{{HK}} = \dfrac{{IC}}{{IB}} = 1 \Rightarrow HK = HC = \dfrac{1}{2}CK = \dfrac{1}{2}SK\\ \Rightarrow \dfrac{{SK}}{{SH}} = \dfrac{2}{3} = \dfrac{{SN}}{{SA}}\\ \Rightarrow \dfrac{{{V_{SBKN}}}}{{{V_{SBCA}}}} = \dfrac{{SK}}{{SC}}.\dfrac{{SN}}{{SA}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{3}\\ \Rightarrow {V_1} = {V_{SBKN}} = \dfrac{1}{3}{V_{SBCA}} = \dfrac{1}{3}{V_{S.ABC}}\\ \Rightarrow {V_2} = \dfrac{2}{3}{V_{S.ABC}}\end{array}\)

Vậy \(\dfrac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \dfrac{1}{3}:\dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{2}.\)

Chọn A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay