Câu hỏi:
Từ một tấm bìa mỏng hình vuông cạnh 6 dm, bạn Nhi cắt bỏ bốn tam giác cân bằng nhau có cạnh đáy là cạnh của hình vuông ban đầu và đỉnh là đỉnh của một hình vuông nhỏ phía trong rồi gập lên, ghép lại tạo thành một khối chóp tứ giác đều như hình sau.
Thể tích của khối chóp có giá trị lớn nhất bằng bao nhiêu decimét khối (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?
Đáp án đúng:
.png)
Giả sử miếng bìa hình vuông $ABCD$, đáy của hình chóp tứ giác đều là hình vuông $MNPQ$ tâm $O$ có cạnh bằng $x$ dm ($0 < x < 6\sqrt{2}$) như hình vẽ. Gọi $H, K$ lần lượt là trung điểm của $MQ$ và $NP$.
Vì $ABCD$ là hình vuông cạnh bằng $6$ dm nên $AC = 6\sqrt{2}$ dm, $HK = x$ dm.
Ta có $AH = \dfrac{AC-HK}{2} = 3\sqrt{2} - \dfrac{x}{2}$ dm.
Đường cao của hình chóp tứ giác đều là:
$h = AO = \sqrt{AH^2 - OH^2} = \sqrt{\left(3\sqrt{2}-\dfrac{x}{2}\right)^2 - \left(\dfrac{x}{2}\right)^2} = \sqrt{18-3\sqrt{2}x}$ (dm).
Thể tích của khối chóp là:
$V = \dfrac{1}{3}h x^2 = \dfrac{1}{3}x^2\sqrt{18-3\sqrt{2}x} = \dfrac{1}{3}\sqrt{x^4(18-3\sqrt{2}x)}$ (dm$^3$).
Để tìm giá trị lớn nhất của $V$ ta đi tìm giá trị lớn nhất của hàm số
$f(x) = x^4(18 – 3\sqrt{2}x)$ với $0 < x \le 3\sqrt{2}$.
Ta có: $f'(x) = x^3(-15\sqrt{2}x + 72)$, $f'(x) = 0$ khi $x = 0$ hoặc $x = \dfrac{12\sqrt{2}}{5}$.
Bảng biến thiên của hàm số $f(x)$ như sau:
.png)
Từ bảng biến thiên, ta có $\max\limits_{(0;3\sqrt{2}]} f(x) = f\left(\dfrac{12\sqrt{2}}{5}\right) \approx 477, 76$.
Vậy thể tích của khối chóp có giá trị lớn nhất bằng $V_{\max} \approx \dfrac{1}{3}\sqrt{477,76} \approx 7,3$ (dm$^3$).
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
Câu hỏi liên quan

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – I-Learn Smart World – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – Global Success – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Chân Trời Sáng Tạo – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Công Nghệ 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026

.png)