Đề thi thử Tốt nghiệp THPT Toán 2025-2026 Cụm trường QV1-TT1-LVT lần 1 có đáp án

Từ một tấm bìa mỏng hình lục giác đều cạnh 4 √ 3 d m , bạn An cắt bỏ sáu tam giác cân bằng nhau có cạnh đáy là cạnh của hình lục giác đều ban đầu và đỉnh là đỉnh của một hình lục giác đều

21/22

Từ một tấm bìa mỏng hình lục giác đều cạnh \[4\sqrt 3 \;dm\], bạn An cắt bỏ sáu tam giác cân bằng nhau có cạnh đáy là cạnh của hình lục giác đều ban đầu và đỉnh là đỉnh của một hình lục giác đều nhỏ phía trong rồi gấp lên, ghép lại tạo thành một khối chóp lục giác đều (hình vẽ). Thể tích của khối chóp có giá trị lớn nhất bằng \[\frac{{a\sqrt b }}{c}\;d{m^3}\], với \[\frac{a}{c}\] là phân số tối giản và \[b < 20\]. Tính \[a + 2b + 3c\].

Từ một tấm bìa mỏng hình lục giác đều cạnh \[4\sqrt 3 \;dm\], bạn An cắt bỏ sáu tam giác cân bằng nhau có cạnh đáy là cạnh của hình lục giác đều ban đầu (ảnh 1)

Giải thích

Từ một tấm bìa mỏng hình lục giác đều cạnh \[4\sqrt 3 \;dm\], bạn An cắt bỏ sáu tam giác cân bằng nhau có cạnh đáy là cạnh của hình lục giác đều ban đầu (ảnh 2)

ường tròn ngoại tiếp lục giác đều \(ABCDEF\) có bán kính \(R = 4\sqrt 3 \).

Gọi \(H\) là trung điểm của \(AB\), suy ra \(OH = \frac{{\left( {4\sqrt 3 } \right)\sqrt 3 }}{2} = 6\).

Đặt \(R' = x\) là bán kính của đường tròn ngoại tiếp lục giác nhỏ  \(A'B'C'D'E'F'\), suy ra 

\(A'H = OH - OA' = 6 - x\) và cạnh bên của chóp là \(A'A = \sqrt {A'{H^2} + H{A^2}}  = \sqrt {{x^2} - 12x + 48} \)

Diện tích đáy của khối chóp là \(S = 6.{S_{\Delta OA'B'}} = 6.\frac{{{x^2}\sqrt 3 }}{4} = 3.\frac{{{x^2}\sqrt 3 }}{2}\)

Và chiều cao \(h = \sqrt {A'{A^2} - O{{A'}^2}}  = \sqrt { - 12x + 48} \), \(\left( {0 < x < 4} \right)\)

Suy ra  \(V = \frac{1}{3}S.h = \frac{1}{3}.\frac{{3\sqrt 3 {x^2}}}{2}.\sqrt { - 12x + 48}  = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\sqrt { - 12{x^5} + 48{x^4}} \)

                 Dễ thấy hàm số \(f\left( x \right) =  - 12{x^5} + 48{x^4}\;\left( {0 < x < 4} \right)\) đạt cực đại \(x = \frac{{16}}{5}\).

                 Suy ra thể tích lớn nhất là \(V = \frac{{\sqrt 3 }}{2}.{\left( {\frac{{16}}{5}} \right)^2}.\sqrt { - 12\left( {\frac{{16}}{5}} \right) + 48}  = \frac{{1536\sqrt 5 }}{{125}}\;d{m^3}\)

Do đó \[a + 2b + 3c = 1536 + 2.5 + 3.125 = 1921\].