Đề thi thử môn Toán THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 18)

Cho khối chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A

44/50

Cho khối chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D, cạnh bên SD vuông góc với mặt phẳng đáy. Cho biết AB=AD=a,CD=2a, góc giữa hai mặt phẳng (SAB) và (SBC) bằng 300. Tính thể tích khối chóp đã cho. 

2a3

a3

3a32

a32

Giải thích

 

Cho khối chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A (ảnh 1)

Trong (SAD) kẻ DH⊥SAH∈SA, trong (SBD) kẻ DK⊥SBK∈SB.

Ta có:

SA⊥ADAB⊥SD⇒AB⊥SAD⇒AB⊥DH

DH⊥ABDH⊥SA⇒DH⊥SAB1

 

Gọi E là trung điểm của CD⇒ABED là hình vuông nên BE=AD=a=12CD⇒ΔBCD vuông tại B.

Ta có:

BC⊥BDBC⊥SD⇒BC⊥SBD⇒BC⊥DK

DK⊥BCDK⊥SB⇒DK⊥SBC2

 

Từ (1) và 2⇒∠SAB;SBC=∠DH;DK=300

Mà DH⊥SAB⇒DH⊥HK⇒ΔDHK vuông tại H⇒∠HDK=300

Đặt SD = x (x > 0) áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:

DH=AD.SDAD2+SD2=a.xa2+x2

DK=BD.SDBD2+SD2=a2.a2a2+x2

Xét tam giác vuông DHK ta có: cos∠HDK=DHDK⇒axa2+x2:a2x2a2+x2=32

⇔2a2+x22a2+2x2=32

⇔42a2+x2=32a2+2x2

⇔8a2+4x2=6a2+6x2

⇔2a2=2x2⇔x=a

Ta có SABCD=12AB+CD.AD=12a+2a.a=3a22.

Vậy VS.ABCD=13SD.SABCD=13.a.3a22=a32.

Chọn D.