Câu hỏi:
Cho lăng trụ đứng ABC.A′B′C′ với ABC là tam giác vuông cân tại C có AB=a , mặt bên ABB′A′ là hình vuông. Mặt phẳng qua trung điểm I của AB và vuông góc với AB′ chi khối lăng trụ thành 2 phần. Tính thể tích mỗi phần?
Phương pháp giải:
- Dựng mặt phẳng đi qua I và vuông góc với AB′ (là mặt phẳng (DIC) với D là trung điểm của AA′.
- Tính diện tích tam giác ABC, từ đó suy ra diện tích tam giác AIC.
- Tính độ dài đường cao A′A của lăng trụ và độ dài đường cao DA của hình chóp D.AIC.
- Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A′B′C′ và khối chóp D.AIC, từ đó tính được thể tích phần còn lại của khối lăng trụ được chia bởi mặt phẳng (DIC)
Lời giải chi tiết:
Gọi D là trung điểm của AA′ ta có ID là đường trung bình của tam giác AA′B⇒ID∥A′B.
Mà A′B⊥AB′ (do ABB′A′ là hình vuông) ⇒ID⊥AB′
Tam giác ABC vuông cân tại C nên IC⊥AB. Mà AA′⊥(ABC)⇒AA′⊥IC
⇒IC⊥(ABB′A′)⇒IC⊥AB′
⇒AB′⊥(ICD)
⇒ Mặt phẳng qua I và vuông góc với AB′ là (ICD).
Tam giác ABC vuông cân tại C nên AC=BC=AB√2=a√2.
⇒SABC=12AC.BC=12a√2a√2=a24.
Vì ABB′A′ là hình vuông ⇒AA′=AB=a.
⇒VABC.A′B′C′=AA′.SABC=a.a24=a34=V
Ta có:
VD.ACI=13AD.SACI=13.12AA′.12SABC=112VABC.A′B′C′=112.a34=a348=V1
⇒V2=V−V1=a34−a348=11a348.
Chọn C.