Cho khối chóp S.ABCS . A B C có đáy là tam giác vuông cân tại BB. Khoảng cách từ AA đến mặt phẳng (SBC)\left( S B C \right) bằng a2a \sqrt{2}, SAB^=SCB^=90\hat{S A B} = \hat{S C B} = 90 \circ. Khi độ dài cạnh ABA B thay đổi, thể tích khối chóp S.ABCS . A B C có giá trị nhỏ nhất bằng

A.  

33a3.3 \sqrt{3} a^{3} .

B.  

2a32.\dfrac{\sqrt{2} a^{3}}{2} .

C.  

3a3.\sqrt{3} a^{3} .

D.  

6a32.\dfrac{\sqrt{6} a^{3}}{2} .

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

Cho khối chóp S.ABCS . A B C có đáy là tam giác vuông cân tại BB. Khoảng cách từ AA đến mặt phẳng (SBC)\left( S B C \right) bằng a2a \sqrt{2}, SAB^=SCB^=90\hat{S A B} = \hat{S C B} = 90 \circ. Khi độ dài cạnh ABA B thay đổi, thể tích khối chóp S.ABCS . A B C có giá trị nhỏ nhất bằng
A. 33a3.3 \sqrt{3} a^{3} .B. 2a32.\dfrac{\sqrt{2} a^{3}}{2} .C. 3a3.\sqrt{3} a^{3} .D. 6a32.\dfrac{\sqrt{6} a^{3}}{2} .
Lời giải



Xác định điểm DD sao cho tứ giác ABCDA B C D là hình vuông, đặt AB=x>0A B = x > 0.
Theo giả thiết, ta có: SD(ABCD)S D \bot \left( A B C D \right).
Kẻ DHSCDH(SBC)D H \bot S C \Rightarrow D H \bot \left( S B C \right)AD // BCd(A; (SBC))=d(D; (SBC))=DH=a2A D \textrm{ } // \textrm{ } B C \Rightarrow d_{\left(\right. A ; \textrm{ } \left( S B C \right) \left.\right)} = d_{\left(\right. D ; \textrm{ } \left( S B C \right) \left.\right)} = D H = a \sqrt{2}.
Ta có: SD=DC.DHDC2DH2=a2xx22a2S D = \dfrac{D C . D H}{\sqrt{D C^{2} - D H^{2}}} = \dfrac{a \sqrt{2} x}{\sqrt{x^{2} - 2 a^{2}}}VS.ABC=a26.x3x22a2V_{S . A B C} = \dfrac{a \sqrt{2}}{6} . \dfrac{x^{3}}{\sqrt{x^{2} - 2 a^{2}}}.
Xét hàm f(x)=x3x22a2, x>a2f \left( x \right) = \dfrac{x^{3}}{\sqrt{x^{2} - 2 a^{2}}} , \textrm{ } x > a \sqrt{2} f(x)=2x46a2x2((x22a2))3\rightarrow f^{'} \left( x \right) = \dfrac{2 x^{4} - 6 a^{2} x^{2}}{\sqrt{\left(\left( x^{2} - 2 a^{2} \right)\right)^{3}}}. Cho f(x)=0x=a3f^{'} \left( x \right) = 0 \Rightarrow x = a \sqrt{3}.
Từ đó ta có: min( a2; +)f(x)=f(a3)=33a2 minVS.ABC=6a32\underset{\left( \textrm{ } a \sqrt{2} ; \textrm{ } + \infty \right)}{min} f \left( x \right) = f \left( a \sqrt{3} \right) = 3 \sqrt{3} a^{2} \Rightarrow \textrm{ } min V_{S . A B C} = \dfrac{\sqrt{6} a^{3}}{2}.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

ĐỀ THI THỬ TN THPT 2023 - MÔN TOÁN - THPT HUYỆN NAM TRỰC NAM ĐỊNH - Lần 1THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

723 lượt xem 371 lượt làm bài