Câu hỏi
Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy là hình vuông \(ABCD\), \(SA \bot \left( {ABCD} \right)\) . Mặt phẳng qua \(AB\) cắt \(SC\) và \(SD\) lần lượt tại \(M\) và \(N\) sao cho \(\dfrac{{SM}}{{SC}} = x\). Tìm \(x\) biết \(\dfrac{{{V_{S.ABMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{{11}}{{200}}\)
- A \(0,1\)
- B \(0,3\)
- C \(0,2\)
- D \(0,25\)
Phương pháp giải:
Xác định mặt phẳng \(\left( {ABMN} \right)\) .
Sử dụng tỉ số thể tích: Cho chóp tam giác \(S.ABC\) có \(M \in SA;\,N \in SB;P \in SC\) .
Khi đó ta có \(\dfrac{{{V_{S.MNP}}}}{{{V_{S.ABC}}}} = \dfrac{{SM}}{{SA}}.\dfrac{{SN}}{{SB}}.\dfrac{{SP}}{{SC}}\)
Từ đó tính được tỉ số \(\dfrac{{V{ _{S.AMN}}}}{{{V_{S.ACD}}}};\,\dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ACB}}}} \Rightarrow \dfrac{{{V_{S.ABMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}}\) kết hợp điều kiện đề bài ta tìm được \(x.\)
Lời giải chi tiết:
Lấy \(M \in SC\), qua \(M\) kẻ đường thẳng song song với \(AB\) cắt \(SD\) tại \(N\) ta được mặt phẳng \(\left( {ABMN} \right)\) thỏa mãn điều kiện.
Vì \(MN//AB \Rightarrow MN//CD\) nên theo định lý Ta-lét ta có \(\dfrac{{SM}}{{SC}} = \dfrac{{SN}}{{SD}} = x\)
Vì \(ABCD\) là hình bình hành nên \({V_{S.ACB}} = {V_{S.ACD}} = \dfrac{1}{2}{V_{S.ABCD}} = \dfrac{1}{2}V\)
Và \(\dfrac{{{V_{S.AMN}}}}{{{V_{S.ACD}}}} = \dfrac{{SA}}{{SA}}.\dfrac{{SM}}{{SC}}.\dfrac{{SN}}{{SD}} = {x^2};\,\,\dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ACB}}}} = \dfrac{{SA}}{{SA}}.\dfrac{{SM}}{{SC}}.\dfrac{{SB}}{{SB}} = x\)
Suy ra \(\dfrac{{V{ & _{S.AMN}}}}{{{V_{S.ACD}}}} = 2\dfrac{{{V_{S.AMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = {x^2} \Rightarrow \dfrac{{{V_{S.AMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{{{x^2}}}{2};\,\)
\(\dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ACB}}}} = 2.\dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = x \Rightarrow \dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{x}{2}\)
Lại có \({V_{S.AMN}} + {V_{S.AMB}} = {V_{S.ABMN}}\) nên \(\dfrac{{V{ & _{S.AMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} + \dfrac{{{V_{S.AMB}}}}{{{V_{S.ABCB}}}} = \dfrac{{{V_{S.ABMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{{{x^2} + x}}{2}\)
Theo giả thiết ta có \(\dfrac{{{V_{S.ABMN}}}}{{{V_{S.ABCD}}}} = \dfrac{{11}}{{200}}\)
\( \Rightarrow \dfrac{{{x^2} + x}}{2} = \dfrac{{11}}{{200}} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 < x < 1\\100{x^2} + 100x - 11 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow x = 0,1\)
Chọn: A