Đề thi thử tốt nghiệp môn Toán THPT năm 2022 có đáp án (đề 29)

Xét tam giác ABC nhọn nội tiếp đường tròn (O;R). Gọi V1, V2, V3

33/50

Xét tam giác ABC nhọn nội tiếp đường tròn (O;R). Gọi V1, V2, V3 lần lượt là thể tích của các khối tròn xoay sinh ra khi quay tam giác OCA quanh trung trực của đoạn thẳng CA, quay tam giác OAB quanh trung trực của đoạn thẳng AB, quay tam giac OBC quanh trung trực của đoạn thẳng BC. Khi biểu thức V1+V2 đạt giá trị lớn nhất, tính V3 theo R.

V3=23π9R3

V3=32π81R3

V3=57π81R3

V3=8π81R3

Giải thích

Chọn D

Xét tam giác ABC nhọn nội tiếp đường tròn (O;R). Gọi V1, V2, V3 (ảnh 1)

V1=13OP.S1=13OPπAC22=π3OP.PA2=π3OPOA2−OP2=π3OPR2−OP2

V2=13OQ.S2=13OQπAB22=π3OQ.QA2

=π3OQOA2−OQ2=π3OQR2−OQ2.

Xét hàm fx=xR2−x2. Với 0≤x<R.

Khi đó f'x=R2−3x2.f'x=0⇔x=R3x=−R3.

Lập bảng biến thiên, thấy rằng maxx∈0;Rgx=fR3.

Khi đó, áp dụng cho V1,V2: V1+V2=π3OPR2−OP2+OQR2−OQ2 đạt giá trị lớn nhất khi OP=OQ=R3.

Hay khi đó tam giác ABC cân tại A (do OP = OQ).

Mà lúc đó AB=2R2−OQ2=2R2−R23=2R63.

Xét tam giác ABC nhọn nội tiếp đường tròn (O;R). Gọi V1, V2, V3 (ảnh 2)

Do tam giác ABC cân A nên khi đó AM⊥BC.

Ta có

SABC=12AM.BC=AB.AC.BC4R⇒AM=AB.AC2R=4R2.692R=4R3

Mà AM=AO+OM⇒OM=4R3−R=R3

Vậy V3=13OM.S3=13OM.π.MC2=π3OMR2−OM2=π3.R3R2−R29=8πR381