Đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán có chọn lọc và lời giải chi tiết (Đề 14)

Cắt ba góc của một tam giác đểu cạnh bằng a các đoạn bằng x, (0 nhỏ hơn x nhỏ hơn a/2)  phần còn lại là một tam giác đều

48/50

Cắt ba góc của một tam giác đểu cạnh bằng a các đoạn bằng x, 0<x<a2 phần còn lại là một tam giác đều bên ngoài là các hình chữ nhật, rồi gấp các hình chữ nhật lại tạo thành khối lăng trụ tam giác đều như hình vẽ. Tìm độ dài x để thể tích khối lăng trụ lớn nhất.

Cắt ba góc của một tam giác đểu cạnh bằng a các đoạn bằng x, (0 nhỏ hơn x nhỏ hơn a/2)  phần còn lại là một tam giác đều (ảnh 1)

a3

a4

a5

a6

Giải thích

Đáp án D

Xét tam giác AMI như hình vẽ ,đặt AM=x>0,MAI^=30o⇒MI=x3

Lăng trụ tam giác đều có cạnh đáy a−2x,0<x<a2, chiều cao x3 nên thể tích khối lăng trụ là V=a−2x234.x3=a2x−4ax2+4x34

Ta cần tìm  x∈0;a2 để thể tích V đạt giá trị lớn nhất.

Xét f(x)=a2x−4ax2+4x3,có f'(x)=12x2−8ax+a2=0⇒x=a6x=a2  (1)

Cắt ba góc của một tam giác đểu cạnh bằng a các đoạn bằng x, (0 nhỏ hơn x nhỏ hơn a/2)  phần còn lại là một tam giác đều (ảnh 2)

Từ bảng biến thiên suy ra thể tích V đạt giá trị lớn nhất khi x=a6

Cắt ba góc của một tam giác đểu cạnh bằng a các đoạn bằng x, (0 nhỏ hơn x nhỏ hơn a/2)  phần còn lại là một tam giác đều (ảnh 3)