Câu hỏi:
Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình bình hành. Hai điểm \(M\), \(N\) lần lượt thuộc các đoạn thẳng \(AB\) và \(AD\) (\(M\) và \(N\) không trùng với \(A\)) sao cho \(2\dfrac{{AB}}{{AM}} + 3\dfrac{{AD}}{{AN}} = 8\). Kí hiệu \(V\), \({V_1}\) lần lượt là thể tích của các khối chóp \(S.ABCD\) và \(S.MBCDN\). Tìm giá trị lớn nhất của tỉ số \(\dfrac{{{V_1}}}{V}\).
Phương pháp giải:
Đặt các tỉ số \(\dfrac{{AM}}{{AB}};\dfrac{{AN}}{{AD}}\) lần lượt là \(x;y\).
Áp dụng tỉ số thể tích để tìm giá trị lớn nhất của \(\dfrac{{{V_1}}}{V}\).
Lời giải chi tiết:
Đặt \(\dfrac{{AM}}{{AB}} = x;\dfrac{{AN}}{{AD}} = y\)
Theo giả thiết \(2\dfrac{{AB}}{{AM}} + 3\dfrac{{AD}}{{AN}} = 8 \Rightarrow \dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{y} = 8\)
Áp dụng định lý Cosi ta có \(\dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{y} \ge 2\sqrt {\dfrac{6}{{xy}}} \Rightarrow 8 \ge 2\sqrt {\dfrac{6}{{xy}}} \Rightarrow xy \ge \dfrac{3}{8}\)
Mặt khác \(\dfrac{{{S_{AMN}}}}{{{S_{ABCD}}}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{{AM}}{{AB}}.\dfrac{{AN}}{{AD}} = \dfrac{{xy}}{2} \Rightarrow \dfrac{{{V_{SAMN}}}}{{{V_{SABC{\rm{D}}}}}} = \dfrac{{xy}}{2}\)
\( \Rightarrow \dfrac{{{V_1}}}{{{V_{SABC{\rm{D}}}}}} = 1 - \dfrac{{xy}}{2} \le \dfrac{{13}}{{16}}\) vì \(xy \ge \dfrac{3}{8}\).
Dấu bằng xáy ra khi \(\left\{ \begin{array}{l}\dfrac{2}{x} = \dfrac{3}{y}\\xy = \dfrac{3}{8}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \dfrac{1}{2}\\y = \dfrac{3}{4}\end{array} \right.\)
Chọn A.