Đề thi thử môn Toán THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 22)

Cho hình lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại A

46/50

Cho hình lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại A, cạnh BC = 2a và ABC^=600. Biết tứ giác BCC'B' là hình thoi có B'BC^ là góc nhọn. Mặt phẳng (BCC'B') vuông góc với (ABC) và mặt phẳng (ABB'A') tạo với mặt phẳng (ABC) một góc 450. Thể tích khối lăng trụ ABC.A'B'C' bằng

7a321.

67a37.

7a37.

37a37.

Giải thích

Cho hình lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại A (ảnh 1)

Kẻ B'H⊥BC tại H (do BB'C^ là góc nhọn nên H thuộc đoạn BC),HK⊥AB tại K và giả sử B'H = x với x > 0.

Ta có: BCC'B'⊥ABCBCC'B'∩ABC=BCB'H⊂BCC'B',B'H⊥BC⇒B'H⊥ABC.

Do AB⊥HKAB⊥B'H nên AB⊥B'HK⇒AB⊥B'K.

Từ đó suy ra ABB'A',ABC^=B'K,HK^=B'KH^=450⇒ΔB'HK vuông cân tại H.

⇒HK=B'H=x.

Trong tam giác BKH vuông tại K có: BH=HKsinABC^=2x33.

Do tứ giác BCC'B' là hình thoi nên BB' = BC = 2a

Trong tam giác B'HB vuông tại H có: BH2+B'H2=BB'2⇔4x23+x2=4a2⇔x=2a217.

Trong tam giác ABC vuông tại A có: AC=BC.sin600=a3;AB=BC.cos600=a.

⇒SABC=12AB.AC=a232.

Vậy thể tích khối lăng trụ ABC.A'B'C' là V=B'H.SABC=2a217.a232=37a37.

Chọn D.