Cho hình lập phương ABCD.ABCDA B C D . A ' B ' C ' D ' cạnh a. Gọi M là trung điểm của BC và N thuộc cạnh CD thỏa CD=3CN. Mặt phẳng (AMN)\left( A ' M N \right) chia khối lập phương thành hai khối đa diện, gọi (H)\left( H \right) là khối đa diện chứa điểm A. Tính thể tích của khối đa diện (H)\left( H \right) theo a.

A.  

47154a3\dfrac{47}{154} a^{3}.

B.  

65113a3\dfrac{65}{113} a^{3}.

C.  

53137a3\dfrac{53}{137} a^{3}.

D.  

55144a3\dfrac{55}{144} a^{3}.

Đáp án đúng là: D



Trong (ABCD)\left( A B C D \right), gọi E=MNABE = M N \cap A B, F=MNADF = M N \cap A D.
Trong (ABBA)\left( A B B ' A ' \right), gọi G=AEBBG = A ' E \cap B B ' và trong (ADDA)\left( A D D ' A ' \right), gọi H=AFDDH = A ' F \cap D D '.
Ta có EBNC=MBMC=1\dfrac{E B}{N C} = \dfrac{M B}{M C} = 1 (do M là trung điểm BC) EBAB=13EB=a3\Rightarrow \dfrac{E B}{A B} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow E B = \dfrac{a}{3}
Áp dụng định lý Thales trong không gian ta có GBAA=EBEA=14GB=a4\dfrac{G B}{A A '} = \dfrac{E B}{E A} = \dfrac{1}{4} \Rightarrow G B = \dfrac{a}{4}.
Ta có: NCND=MCDF=12DF=2MC=a\dfrac{N C}{N D} = \dfrac{M C}{D F} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow D F = 2 M C = a. Lại có: HDHD=DFAD=1\dfrac{H D '}{H D} = \dfrac{D F}{A ' D '} = 1 HD=a2\Rightarrow H D = \dfrac{a}{2}.
Ta có: V(H)=VAAFEVH.DNFVG.MBEV_{\left( H \right)} = V_{A ' A F E} - V_{H . D N F} - V_{G . M B E}
V(H)=13.AA.12AF.AE13.DH.12.DF.DN13.GB.12.MB.BE\Rightarrow V_{\left( H \right)} = \dfrac{1}{3} . A A ' . \dfrac{1}{2} A F . A E - \dfrac{1}{3} . D H . \dfrac{1}{2} . D F . D N - \dfrac{1}{3} . G B . \dfrac{1}{2} . M B . B E
V(H)=13a.12.2a.4a313.a2.12.2a3.a13.a4.12.a3.a2=55a3144\Rightarrow V_{\left( H \right)} = \dfrac{1}{3} a . \dfrac{1}{2} . 2 a . \dfrac{4 a}{3} - \dfrac{1}{3} . \dfrac{a}{2} . \dfrac{1}{2} . \dfrac{2 a}{3} . a - \dfrac{1}{3} . \dfrac{a}{4} . \dfrac{1}{2} . \dfrac{a}{3} . \dfrac{a}{2} = \dfrac{55 a^{3}}{144}.


 

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

22. Đề thi thử TN THPT môn Toán năm 2024 - THPT CHUYÊN HẠ LONG - QUẢNG NINH - LẦN 1THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

4,984 lượt xem 2,632 lượt làm bài