Câu hỏi:
Cho lăng trụ ABCD.A’B’C’D’ có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB=√6, AD=√3, A′C=3 và mặt phẳng (ACC’A’) vuông góc với mặt đáy. Biết hai mặt phẳng (ACC’A’), (AA’B’B) tạo với nhau góc α có tanα=34. Thể tích của khối lăng trụ ABCD.A’B’C’D’ là:
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Trong (ABCD) kẻ BH⊥AC(H∈AC), ta có:
{(ABCD)⊥(ACC′A′)=ACAH⊂(ABCD),AH⊥AC ⇒AH⊥(ACC′A′).
Trong (ACC’A’) kẻ HK⊥AA′(K∈AA′) ta có: {HK⊥AA′BH⊥AA′ AA′⊥(BHK)⇒AA′⊥BK.
{(ACC′A′)∩(AA′B′B)=AA′HK⊂(ACC′A′);HK⊥AA′BK⊂(ACC′A′);BK⊥AA′ ⇒∠((ACC′A′);(AA′B′B))=∠(HK;BK)=∠BKH=α.
Ta có: BH⊥(ACC′A′)⇒BH⊥HK ⇒ΔBHK vuông tại H.
Ta có: BH=AB.BC√AB2+BC2=√6.√3√6+3=√2.
⇒HK=BH.cotα=√2.43=4√23.
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ABC ta có: AH=AB2AC=6√6+3=2.
Xét tam giác vuông AHK có: sin^HAK=HKAH=4√23:2=2√23 ⇒cos^HAK=±√1−sin2^HAK=±13=cos^A′AC
Áp dụng định lí Cosin trong tam giác AA’C có:
TH1: cos^A′AC=13
cos^A′AC=AA′2+AC2−A′C22AA′.AC⇒13=AA′2+9−92.AA′.3⇒13=AA′6⇔AA′=2
TH2: cos^A′AC=−13
cos^A′AC=AA′2+AC2−A′C22AA′.AC⇒−13=AA′2+9−92.AA′.3⇒−13=AA′6(ktm)
⇒SΔAA′C=12AA′.AC.sin^A′AC=12.2.3.2√23=2√2⇒SACC′A′=2SΔAA′C=4√2⇒VB.ACC′A′=13BH.SACC′A′=13.√2.4√2=83⇒VABC.A′B′C′=32VB.ACC′A′=4⇒VABCD.A′B′C′D′=2VABC.A′B′C′=8.
Chọn C.