Cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\). Gọi \(E\) và \(F\) lần lượt là trung điểm của \(B'C'\) và \(C'D'\).

Câu hỏi số 383129:

Vận dụng

Cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\). Gọi \(E\) và \(F\) lần lượt là trung điểm của \(B'C'\) và \(C'D'\). Mặt phẳng \(\left( {AEF} \right)\) chia hình hộp đó thành hai hình đa diện \(\left( H \right)\) và \(\left( {H'} \right)\), trong đó \(\left( H \right)\) là hình đa diện chứa đỉnh \(A'\). Tính tỉ số giữa thể tích hình đa diện \(\left( H \right)\) và thể tích hình đa diện \(\left( {H'} \right)\).

A. \(\dfrac{{26}}{{37}}\)

B. \(\dfrac{{3}}{{5}}\)

C. \(\dfrac{{25}}{{47}}\)

D. \(\dfrac{{3}}{{4}}\)

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải

Câu hỏi:383129

Phương pháp giải

- Xác định thiết diện của hình hộp khi cắt bởi \(\left( {AEF} \right)\).

- Đặt thể tích khối hộp \(ABCD.A'B'C'D'\) là \(V\).

- Tính thể tích khối đa diện \(\left( H \right)\) bằng phương pháp phân chia khối đa diện.

Giải chi tiết

Trong \(\left( {A'B'C'D'} \right)\), gọi \(I,J\) lần lượt là giao điểm của \(EF\) với \(A'B'\) và \(A'D'\).

Trong \(\left( {ADD'A'} \right)\), gọi \(M = AJ \cap D'D\).

Trong \(\left( {ABB'A'} \right)\), gọi \(L = AI \cap BB'\).

Khi đó thiết diện của hình hộp khi cắt bởi \(\left( {AEF} \right)\) là ngũ giác \(AMFEL\).

Khi đó \(\left( H \right)\) là khối đa diện chứ đỉnh \(A'\) và \({V_{\left( H \right)}} = {V_{A.A'IJ}} - {V_{M.D'JF}} - {V_{L.B'IE}}\).

Gọi \({V_0}\) là thể tích khối tứ diện\(A.A'IJ\). \(V\) là thể tích khối hộp \(ABCD.A'B'C'D'\).

Vì \(EB' = EC'\) và \(B'I//C'F\) nên \(IB' = FC' = \dfrac{{A'B'}}{2}\)

Do đó \(\dfrac{{IB'}}{{IA'}} = \dfrac{1}{3}\)

Mà \(BE'//A'J\;\), \(B'L//AA'\) \( \Rightarrow \dfrac{{IL}}{{IA}} = \dfrac{{IE}}{{IJ}} = \dfrac{{IB'}}{{IA'}} = \dfrac{1}{3}\)

\( \Rightarrow \dfrac{{{V_{I.ELB'}}}}{{{V_{I.JAA'}}}} = \dfrac{{IL}}{{IA}}.\dfrac{{IE}}{{IJ}}.\dfrac{{LE}}{{AJ}} = {\left( {\dfrac{1}{3}} \right)^3} = \dfrac{1}{{27}}\)

Do đó \({V_{I.ELB'}} = \dfrac{1}{{27}}{V_0}\)

Tương tự \({V_{J.MFD'}} = \dfrac{1}{{27}}{V_0}\)

Gọi \(A'B' = a,B'C' = b\), đường cao hạ từ \(A\) xuống \(\left( {A'B'C'D'} \right)\) là \(h\) thì \(IA' = \dfrac{3}{2}A'B' = \dfrac{{3a}}{2};\) \(A'J = \dfrac{3}{2}A'D' = \dfrac{{3b}}{2}\) và

\(V = {V_{ABCD.A'B'C'D'}}\)\( = {S_{A'B'C'D'}}h = abh.\sin \widehat {B'A'D'}\);

\({V_0} = \dfrac{1}{3}{S_{A'IJ}}.h\) \( = \dfrac{1}{3}.\left( {\dfrac{1}{2}.\dfrac{{3a}}{2}.\dfrac{{3b}}{2}\sin \widehat {B'A'D'}} \right)h\) \( = \dfrac{3}{8}abh.\sin \widehat {B'A'D'}\)

\( \Rightarrow \dfrac{{{V_0}}}{V} = \dfrac{3}{8} \Rightarrow {V_0} = \dfrac{{3V}}{8}\)

Vậy \({V_{(H)}} = {V_0} - \dfrac{2}{{27}}{V_0}\)\( = \dfrac{{25}}{{27}}{V_0} = \dfrac{{25}}{{27}}.\dfrac{{3V}}{8} = \dfrac{{25}}{{72}}V\)

\({V_{(H')}} = V - {V_{\left( H \right)}} = \dfrac{{47}}{{72}}V\) \( \Rightarrow \dfrac{{{V_{(H)}}}}{{{V_{(H')}}}} = \dfrac{{25}}{{47}}\).

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.