Câu hỏi:

Người ta cần cắt một khối lập phương thành hai khối đa diện bởi một mặt phẳng đi qua \(A\) và lần lượt cắt \(BB',\,\,CC',\,\,DD'\) tại \(M,\,\,N,\,\,P\)sao cho phần thể tích của khối đa diện chứa điểm \(B\) bằng một nửa thể tích của khối đa diện còn lại.Tính tỉ số \(k = \dfrac{{CN}}{{CC'}}.\)

  • A \(k = \dfrac{5}{6}.\)
  • B \(k = \dfrac{3}{4}.\)
  • C \(k = \dfrac{4}{5}.\)
  • D \(k = \dfrac{2}{3}.\)

Phương pháp giải:

Sử dụng tính chất 2 đoạn thẳng song song để chứng minh góc bằng nhau.

Dùng tỉ số thể tích giữa các hình.

Lời giải chi tiết:

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {AMNP} \right) \cap \left( {ABB'A'} \right) = AM\\\left( {AMNP} \right) \cap \left( {CDD'C'} \right) = NP\\\left( {ABB'A'} \right)\parallel \left( {CDD'C'} \right)\end{array} \right. \Rightarrow AM\parallel NP\).

CMTT ta có \(AP\parallel MN\).

\( \Rightarrow AMNP\) là hình bình hành \( \Rightarrow AM = PN\).

Trong \(\left( {CDD'C'} \right)\) kẻ \(PP'\parallel CD\,\,\left( {P' \in CC'} \right)\), ta có:

\(CDPP'\) là hình chữ nhật \( \Rightarrow PD = P'C \Rightarrow \Delta APD = \Delta BP'C\).

Xét \(\Delta ABM\) và \(\Delta PP'N\) có:

\(\begin{array}{l}AB = PP'\\AM = PN\\\angle MAB = \angle NPP'\,\,\left( {AM\parallel PN,\,\,AB\parallel PP'} \right)\end{array}\)

\( \Rightarrow \Delta ABM = \Delta PP'N\,\,\left( {c.g.c} \right)\)

\( \Rightarrow \)\(APD.BP'C,\,\,AMB.PNP'\) là hai khối lăng trụ.

Gọi cạnh của hình lập phương là 1, ta có: \({V_{ABCDMNP}} = \dfrac{1}{3}\).

Ta có: \({V_{ABCDMNP}} = {V_{APD.BP'C}} + {V_{AMB.PNP'}} = \dfrac{1}{3}\).

\(\begin{array}{l}{V_{APD.BP'C}} = CD.{S_{APD}} = CD.\dfrac{1}{2}.AD.PD = \dfrac{1}{2}PD\\{V_{AMB.PNP'}} = AD.{S_{PNP'}} = AD.\dfrac{1}{2}PP'.NP' = \dfrac{1}{2}NP'\end{array}\)

\( \Rightarrow \dfrac{1}{2}PD + \dfrac{1}{2}NP' = \dfrac{1}{3} \Leftrightarrow PD + NP' = \dfrac{2}{3} \Leftrightarrow P'C + NP' = \dfrac{2}{3} \Leftrightarrow CN = \dfrac{2}{3}\).

Vậy \(\dfrac{{CN}}{{CC'}} = \dfrac{2}{3}\).

Chọn D


Quảng cáo

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay