Cho tứ diện ABCD có AD⊥(ABC),ABC có tam giác vuông tại B. Biết BC=2a,AB=2a√3,AD=6a. Quay tam giác ABC và ABD (bao gồm cả điểm bên trong 2 tam giác) xung quanh đường thẳng AB ta được hai khối tròn xoay. Thể tích phần chung của 2 khối tròn xoay đó bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
Khối nón (N1) được sinh bởi ΔABC khi quay quanh AB có chiều cao h1=AB và bán kính đáy R1=BC.
Khối nón (N2) được sinh bởi ΔADB khi quay quanh AB có chiều cao h2=AB và bán kính đáy R2=AD.
Do hai khối nón cùng có chiều cao AB nên hai đáy của hai khối nón nằm trong hai mặt phẳng song song.
Trong mặt phẳng đáy của khối nón (N1) kẻ đường kính GH // DE. Dễ dàng chứng minh dược DEGH là hình thang cân.
Gọi M=AG∩BE;N=AH∩BD, I=AB∩MN.
Khi đó phần chung giữa hai khối nón (N1) và (N2) là hai khối nón:
+) Khối nón (N3) đỉnh B, đường cao BI, bán kính đáy IN⇒V3=13π.IN2.BI
+) Khối nón (N4) đỉnh A, đường cao AI, bán kính đáy IN ⇒V4=13πIN2.AI
⇒ Thể tích phần chung V=V3+V4=13π.IN2.BI+13πIN2.AI=13πIN2(AI+BI)=13π.IN2.AB
Áp dụng định lí Ta-lét ta có:
MNGH=AIAB;MNDE=BIAB⇒MNGH+MNDE=AI+BIAB=1⇒MN(12BC+12AD)=1⇔MN.(12.2a+12.6a)=1⇔MN=3a
Dễ thấy I là trung điểm của MN ⇒IN=MN2=3a2.
Vậy V=13π.(3a2)2.2a√3=3√3πa32.
Chọn B.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Toán
Trường THPT Trần Khai Nguyên