Trong không gian với hệ trục tọa độ OxyzO x y z, cho tứ diện ABCDA B C D có điểm A(1;1;1)A \left( 1 ; 1 ; 1 \right), B(2;0;2)B \left( 2 ; 0 ; 2 \right), C(1;1;0)C \left( - 1 ; - 1 ; 0 \right), D(0;3;4)D \left( 0 ; 3 ; 4 \right). Mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) cắt các cạnh AB,AC,ADA B , A C , A D lần lượt tại các điểm B,C,DB^{'} , C^{'} , D^{'} thỏa mãn ABAB+ACAC+ADAD=4\dfrac{A B}{A B^{'}} + \dfrac{A C}{A C^{'}} + \dfrac{A D}{A D^{'}} = 4. Biết tứ diện ABCDA B^{'} C^{'} D^{'} có thể tích nhỏ nhất. Mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) cắt trục hoành tại điểm M(ab;0;0)(a,bZ;b0)M \left( \dfrac{a}{b} ; 0 ; 0 \right) \left( a , b \in \mathbb{Z} ; b \neq 0 \right), ab\dfrac{a}{b} là phân số tối giản. Tính aba b.

A.  

−1560.

B.  

624.

C.  

−624.

D.  

1560.

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

Ta có  VABCDVABCD=ABABACACADAD(ABAB+ACAC+ADAD3)3=6427\dfrac{V_{ABCD}}{V_{AB'C'D'}} = \dfrac{AB}{AB'} \cdot \dfrac{AC}{AC'} \cdot \dfrac{AD}{AD'} \leq \left( \dfrac{\dfrac{AB}{AB'} + \dfrac{AC}{AC'} + \dfrac{AD}{AD'}}{3} \right)^{3} = \dfrac{64}{27}
Suy ra  VABCD2764VABCDV_{AB'C'D'} \geq \dfrac{27}{64} V_{ABCD}
Dấu “=” xảy ra khi  ABAB=ACAC=ADAD=43\dfrac{AB}{AB'} = \dfrac{AC}{AC'} = \dfrac{AD}{AD'} = \dfrac{4}{3} hay  (BCD)(BCD)\left( B'C'D' \right) \parallel \left( BCD \right) và  AB=34AB\overrightarrow{AB'} = \dfrac{3}{4} \overrightarrow{AB}
Do đó mặt phẳng  (α)(\alpha) đi qua  BB' và song song với mặt phẳng  (BCD)(BCD).
Ta có  {BC=(3,1,2)BD=(2,3,2)[BC,BD]=(4,10,11)\left\{ \overrightarrow{BC} = \left( -3, -1, -2 \right) \\ \overrightarrow{BD} = \left( -2, 3, 2 \right) \right. \Rightarrow \left[ \overrightarrow{BC}, \overrightarrow{BD} \right] = \left( 4, 10, -11 \right)
Từ  AB=34AB=(34,34,34)B(74,14,74)\overrightarrow{AB'} = \dfrac{3}{4} \overrightarrow{AB} = \left( \dfrac{3}{4}, -\dfrac{3}{4}, \dfrac{3}{4} \right) \Rightarrow B' \left( \dfrac{7}{4}, \dfrac{1}{4}, \dfrac{7}{4} \right)
Vậy phương trình mặt phẳng  (α)(\alpha) là 
4(x74)+10(y14)11(z74)=016x+40y44z+39=04 \left( x - \dfrac{7}{4} \right) + 10 \left( y - \dfrac{1}{4} \right) - 11 \left( z - \dfrac{7}{4} \right) = 0 \Leftrightarrow 16x + 40y - 44z + 39 = 0
Mặt phẳng  (α)(\alpha) cắt trục hoành tại điểm  M(3916,0,0)M \left( -\dfrac{39}{16}, 0, 0 \right)  {a=39b=16ab=624\Rightarrow \left\{ a = -39 \\ b = 16 \right. \Rightarrow ab = -624.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

81. Đề thi thử TN THPT môn Toán năm 2024 - Sở Hưng Yên mã 101THPT Quốc giaToán

1 mã đề 50 câu hỏi 1 giờ 30 phút

4,151 lượt xem 2,219 lượt làm bài