Câu hỏi

Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều cạnh a. Hình chiếu vuông góc của điểm A’ lên mặt phẳng (ABC) trùng với trọng tâm tam giác ABC. Biết khoảng cách giữa hai đường thẳng AA’ và BC bằng \(\frac{{a\sqrt 3 }}{4}\). Tính thể tích V của khối lăng trụ ABC.A’B’C’.

  • A  \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{6}\)                        
  • B  \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{24}}\)                               
  • C  \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{12}}\)                               
  • D  \(V = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{3}\)

Phương pháp giải:

+) Gọi O là trọng tâm tam giác ABC \( \Rightarrow A'O \bot \left( {ABC} \right)\) .

+) Xác định khoảng cách giữa AA’ và BC bằng cách dựng đường vuông góc chung.

+) Tính A’O.

+) Tính \({V_{ABC.A'B'C'}} = A'O.{S_{\Delta ABC}}\)

Lời giải chi tiết:

 

 

Gọi O là trọng tâm tam giác ABC \( \Rightarrow A'O \bot \left( {ABC} \right)\) . Gọi M là trung điểm của BC ta có :

\(\left\{ \begin{array}{l}BC \bot AM\\BC \bot A'O\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {A'MA} \right)\)

Trong (A’MA) kẻ \(MH \bot AA'\) ta có \(BC \bot MH \Rightarrow d\left( {AA';BC} \right) = MH = \frac{{a\sqrt 3 }}{4}\)

\(\Delta ABC\) đều cạnh a \( \Rightarrow AM = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow \sin \widehat {HAM} = \frac{{HM}}{{AM}} = \frac{{\frac{{a\sqrt 3 }}{4}}}{{\frac{{a\sqrt 3 }}{2}}} = \frac{1}{2} \Rightarrow \widehat {HAM} = {30^0}\)

Xét tam giác vuông A’OA có : \(A'O = AO.\tan {30^0} = \frac{2}{3}\frac{{a\sqrt 3 }}{2}.\frac{1}{{\sqrt 3 }} = \frac{a}{3}\) ; \({S_{\Delta ABC}} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}\).

Vậy \({V_{ABC.A'B'C'}} = A'O.{S_{\Delta ABC}} = \frac{a}{3}.\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} = \frac{{{a^3}\sqrt 3 }}{{12}}\)

Chọn C.  


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay