Bộ 25 đề thi học kì 1 Toán 12 năm 2022-2023 (tiếp theo) - Đề 32 có đáp án

Cho khối lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều. Mặt phẳng (A'BC) tạo với đáy góc 30 độ

35/50

Cho khối lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều. Mặt phẳng \(\left( {A'BC} \right)\) tạo với đáy góc \({30^0}\) và tam giác A’BC có diện tích bằng \(8{a^2}\). Tính thể tích V của khối lăng trụ đã cho.

\(V = 8\sqrt 3 {a^3}\)

\(V = 2\sqrt 3 {a^3}\)

\(V = 64\sqrt 3 {a^3}\)

\(V = 16\sqrt 3 {a^3}\)

Giải thích

Đáp án A

Phương pháp:

+) Xác định góc giữa hai mặt phẳng (A’BC) và (ABC).

Cho khối lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều. Mặt phẳng (A'BC) tạo với đáy góc 30 độ (ảnh 1)

+) Đặt \(AB = x\), tính diện tích tam giác A’BC theo x, từ đó tìm x.

+) \({V_{ABC.A'B'C'}} = AA'.{S_{\Delta ABC}}\)

Cách giải: Gọi E là trung điểm của BC ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}AE \bot BC\\AA' \bot BC\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {AA'E} \right) \Rightarrow BC \bot A'E\)

\( \Rightarrow \left( {\left( {A'BC} \right);\left( {ABC} \right)} \right) = \left( {A'E;AE} \right) = A'EA = {30^0}\)

Đặt \(AB = x\) ta có: \(AE = \frac{{x\sqrt 3 }}{2}\)

\( \Rightarrow \cos {30^0} = \frac{{AE}}{{A'E}} \Rightarrow A'E = \frac{{AE}}{{\cos {{30}^0}}} = x\)

\({S_{\Delta A'BC}} = \frac{1}{2}A'E.BC = \frac{1}{2}{x^2} = 8{a^2} \Leftrightarrow {x^2} = 16{a^2} \Leftrightarrow a = 4a\)

\( \Rightarrow {S_{\Delta ABC}} = \frac{{{{\left( {4a} \right)}^2}\sqrt 3 }}{4} = 4\sqrt 3 {a^2}\)

Xét tam giác vuông A’AE có \(AA' = AE.tan{30^0} = \frac{{4a\sqrt 3 }}{2}.\frac{{\sqrt 3 }}{3} = 2a\)

Vậy \({V_{ABC.A'B'C'}} = AA'.{S_{\Delta ABC}} = 2a.4\sqrt 3 {a^2} = 8\sqrt 3 {a^3}\)