Câu hỏi:
Cho hình lăng trụ \[ABC.A'B'C'\] có đáy là tam giác đều cạnh \[2\,\,{\rm{dm}}\]. Hình chiếu vuông góc của điểm \[A'\] lên mặt phẳng \[\left( {ABC} \right)\] trùng với trọng tâm của tam giác \[ABC\]. Biết khoảng cách giữa hai đường \[AA'\] và \[BC\] bằng \[\frac{{\sqrt 3 }}{2}\,\,{\rm{dm}}\]. Tính thể tích \[V\left( {{\rm{d}}{{\rm{m}}^3}} \right)\] của khối lăng trụ \[ABC.A'B'C'\] (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
Trả lời:
Đáp án đúng:
Gọi $G$ là trọng tâm tam giác $ABC$. Vì $A'$ có hình chiếu vuông góc lên $(ABC)$ là $G$ nên $A'G \perp (ABC)$.
Khoảng cách giữa $AA'$ và $BC$ là khoảng cách từ $BC$ đến mặt phẳng $(AA'G)$.
Trong tam giác đều $ABC$, gọi $AM$ là đường trung tuyến, ta có $BC \perp AM$.
Khi đó, $BC \perp (AA'M)$ suy ra $d(BC, AA') = d(BC, (AA'M)) = d(M, (AA'M)) = MA = \frac{a\sqrt{3}}{2} = \frac{2\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3}$.
Theo đề bài, $d(AA', BC) = \frac{\sqrt{3}}{2}$. Suy ra $d(AA', BC) = d(M, (AA'G)) = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
Gọi $I$ là hình chiếu của $M$ lên $A'G$. Khi đó $MI = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
Xét tam giác $A'MG$ vuông tại $G$, ta có $\frac{1}{MI^2} = \frac{1}{A'G^2} + \frac{1}{MG^2} \Leftrightarrow \frac{1}{(\frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \frac{1}{A'G^2} + \frac{1}{(\frac{\sqrt{3}}{3})^2} \Leftrightarrow A'G^2 = 1 \Leftrightarrow A'G = 1$.
Diện tích đáy $S_{ABC} = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{2^2\sqrt{3}}{4} = \sqrt{3}$.
Vậy, thể tích khối lăng trụ là: $V = A'G.S_{ABC} = 1.\sqrt{3} = \sqrt{3} \approx 1.73$.
Khoảng cách giữa $AA'$ và $BC$ là khoảng cách từ $BC$ đến mặt phẳng $(AA'G)$.
Trong tam giác đều $ABC$, gọi $AM$ là đường trung tuyến, ta có $BC \perp AM$.
Khi đó, $BC \perp (AA'M)$ suy ra $d(BC, AA') = d(BC, (AA'M)) = d(M, (AA'M)) = MA = \frac{a\sqrt{3}}{2} = \frac{2\sqrt{3}}{2} = \sqrt{3}$.
Theo đề bài, $d(AA', BC) = \frac{\sqrt{3}}{2}$. Suy ra $d(AA', BC) = d(M, (AA'G)) = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
Gọi $I$ là hình chiếu của $M$ lên $A'G$. Khi đó $MI = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
Xét tam giác $A'MG$ vuông tại $G$, ta có $\frac{1}{MI^2} = \frac{1}{A'G^2} + \frac{1}{MG^2} \Leftrightarrow \frac{1}{(\frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \frac{1}{A'G^2} + \frac{1}{(\frac{\sqrt{3}}{3})^2} \Leftrightarrow A'G^2 = 1 \Leftrightarrow A'G = 1$.
Diện tích đáy $S_{ABC} = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{2^2\sqrt{3}}{4} = \sqrt{3}$.
Vậy, thể tích khối lăng trụ là: $V = A'G.S_{ABC} = 1.\sqrt{3} = \sqrt{3} \approx 1.73$.
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
Câu hỏi liên quan

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Giáo Dục Kinh Tế Và Pháp Luật Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Lịch Sử Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Công Nghệ Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Hóa Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Sinh Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT
