Một hộp nữ trang (tham khảo hình vẽ). Biết \(AB=16cm;AD=\frac{8\sqrt{3}}{3}cm;AE=22cm\). Các tứ giác ABFE và DCGH, AEHD và BFGC, ABCD và EFGH là các hình chữ nhật bằng nhau từng đôi một. CD và GH là một phần của cung tròn có tâm là trung điểm của AB và EF. Tính thể tích của hộp nữ trang gần nhất với giá trị nào sau?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(M,N\) lần lượt là trung điểm của \(AB\) và \(FE\). Thể tích của hộp nữ trang là hai lần thể tích của của lăng trụ đứng tam giác \(MBC.NFG\) và một phần thể tích của hình trụ có tâm hai đáy là M và N và bán kính hình trụ là \(MC\).
\({{V}_{MBC.NFG~}}={{S}_{\Delta MBC}}.BF=\frac{1}{2}.8.\frac{16\sqrt{3}}{3}.22=\frac{1408\sqrt{3}}{3}\left( c{{m}^{3}} \right)\), \(MC=\frac{16\sqrt{3}}{3}cm.\)
Thể tích của hình trụ có chiều cao \(h=22cm,\) và bán kính đáy \(r=\frac{16\sqrt{3}}{3}cm\) là \({{V}_{tru}}=\pi .{{r}^{2}}.h=\pi .\frac{256}{3}.22=\frac{5632\pi }{3}\left( c{{m}^{3}} \right)\)
Xét \(\Delta MCD\) ta có \(\text{cos}\widehat{CMD}=\frac{M{{D}^{2}}\text{+M}{{\text{C}}^{2}}\text{-}C{{D}^{2}}}{\text{2MC}\text{.MD}}\text{.}\Leftrightarrow \text{cos}\widehat{CMD}=\frac{\frac{256}{3}+\frac{256}{3}-256}{2.\frac{256}{3}}=-\frac{1}{2}\Rightarrow \widehat{CMD}={{120}^{0}}.\)
Thể tích của hộp nữ trang là: \(V=2.\frac{1408\sqrt{3}}{3}+\frac{1}{3}.\frac{5632\pi }{3}\approx 3591,75\left( c{{m}^{3}} \right)\).
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Thanh Đa lần 3