Câu hỏi:
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB=a, AD=a√3. Cạnh bên SA=2a và vuông góc với đáy. Mặt phẳng (α) đi qua A vuông góc với SC. Tính diện tích S của thiết diện tạo bởi (α) với hình chóp đã cho.
Phương pháp giải:
Sử dụng lý thuyết của đường thẳng vuông góc với mặt phẳng và bài toán tìm giao tuyến của hai mặt phẳng đồng thời việc tính toán trong tam giác, tứ giác cụ thể là tính diện tích đa giác
Lời giải chi tiết:
Trong tam giác SAC, kẻ AI⊥SC (I∈SC).
Trong mp(SBC), kẻ d1 đi qua I vuông góc với SC cắt SB tại M.
Trong mp(SCD), kẻ d2 đi qua I vuông góc với SC cắt SD tại N.
Khi đó thiết diện của hình chóp cắt bởi mp (α) là tứ giác AMIN.
Ta có SC⊥(α)⇒SC⊥AM. (1)
Lại có {BC⊥ABBC⊥SA⇒BC⊥(SAB)⇒BC⊥AM. (2)
Từ (1) và (2), suy ra AM⊥(SBC)⇒AM⊥MI. Chứng minh tương tự, ta được AN⊥NI.
Do đó SAMIN=SΔAMI+SΔANI=12AM.MI+12AN.NI.
Vì AM, AI, AN là các đường cao của các tam giác vuông SAB, SAC, SAD nên
AM=SA.AB√SA2+AB2=2a√5; AI=SA.AC√SA2+AC2=a√2; AN=SA.AD√SA2+AD2=2a√217.
Suy ra MI=√AI2−AM2=a√305 và NI=√AI2−AN2=a√147.
Vậy SAMIN=12(2a√5.a√305+2a√217.a√147)=12a2√635.
Chọn B