Cho hình chóp S.ABCDS . A B C D có đáy là hình bình hành và SA=SB=SC=aS A = S B = S C = a, hình chiếu vuông góc của SS lên mặt phẳng ABCDA B C D thuộc đoạn ACA C (không trùng với A,CA , C). Giá trị lớn nhất của thể tích khối chóp S.ABCDS . A B C D là:

A.  

4327a3\dfrac{4 \sqrt{3}}{27} a^{3}

B.  

427a3\dfrac{4}{27} a^{3}

C.  

327a3\dfrac{\sqrt{3}}{27} a^{3}

D.  

227a3\dfrac{2}{27} a^{3}

Đáp án đúng là: A

Giải thích đáp án:

Cho hình chóp S.ABCDS . A B C D có đáy là hình bình hành và SA=SB=SC=aS A = S B = S C = a, hình chiếu vuông góc của SS lên mặt phẳng ABCDA B C D thuộc đoạn ACA C (không trùng với A,CA , C). Giá trị lớn nhất của thể tích khối chóp S.ABCDS . A B C D là:
A. 4327a3\dfrac{4 \sqrt{3}}{27} a^{3}B. 427a3\dfrac{4}{27} a^{3}C. 327a3\dfrac{\sqrt{3}}{27} a^{3}D. 227a3\dfrac{2}{27} a^{3}
Lời giải
Chọn A



Gọi hình chiếu vuông góc của SS lên mặt phẳng ABCDA B C D là điểm OO thuộc đoạn ACA C.
SA=SB=SCOA=OB=OCΔABCS A = S B = S C \Rightarrow O A = O B = O C \Rightarrow \Delta A B C vuông tại BABCDB \Rightarrow A B C D là hình chữ nhật.
Gọi hai cạnh hình chữ nhật ABCDA B C Dx,y(0<x,y<2a)x , y \left( 0 < x , y < 2 a \right).
AC=x2+y2AO=x2+y22SO=a2x2+y22A C = \sqrt{x^{2} + y^{2}} \Rightarrow A O = \dfrac{\sqrt{x^{2} + y^{2}}}{2} \Rightarrow S O = \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2} + y^{2}}{2}}.
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy
x2+y22xySOa2xy2\dfrac{x^{2} + y^{2}}{2} \geq x y \Rightarrow S O \leq \sqrt{a^{2} - \dfrac{x y}{2}}.
Dấu bằng xảy ra x=y\Leftrightarrow x = y.
V=13xy.a2x2+y2213xy.a2xy2V = \dfrac{1}{3} x y . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2} + y^{2}}{2}} \leq \dfrac{1}{3} x y . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x y}{2}}.
V=13xy.a2xy2V = \dfrac{1}{3} x y . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x y}{2}} khi và chỉ khi x=yx = y. Khi đó, V=13x2.a2x22V = \dfrac{1}{3} x^{2} . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2}}{2}}.
V=13(2x.a2x22+x32.a2x22)=13(4a2x3x32.a2x22)V^{'} = \dfrac{1}{3} \left( 2 x . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2}}{2}} + \dfrac{- x^{3}}{2 . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2}}{2}}} \right) = \dfrac{1}{3} \left( \dfrac{4 a^{2} x - 3 x^{3}}{2 . \sqrt{a^{2} - \dfrac{x^{2}}{2}}} \right)

Bảng biến thiên



Vậy Vmax=4327a3V_{m a x} = \dfrac{4 \sqrt{3}}{27} a^{3}

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

25. Đề thi thử TN THPT môn Toán năm 2024 - THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI - LẦN 1_mGKrRc5pgl.docxTHPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

4,874 lượt xem 2,611 lượt làm bài