JavaScript is required

Câu hỏi:

Cho một hộp quà hình lập phương có cạnh bằng \(10\,\,{\rm{cm}}\). Trong hộp có một quả cầu pha lê lớn đặc được đặt vừa khít vào hộp sao cho quả cầu tiếp xúc với tất cả các mặt của hộp. Ở 8 góc của hình lập phương, có 8 quả cầu pha lê nhỏ cùng tiếp xúc với các mặt hộp và tiếp xúc với quả cầu lớn. Đổ epoxy resin (một loại keo tổng hợp trong suốt dùng trong thủ công mỹ nghệ) vào đầy hộp để trang trí. Tính thể tích phần keo cần đổ, theo đơn vị lít (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Trả lời:

Đáp án đúng:


Gọi cạnh của hình lập phương là $a = 10$ cm.
Bán kính quả cầu lớn là $R = \frac{a}{2} = 5$ cm.
Bán kính quả cầu nhỏ là $r$.
Đường chéo của hình lập phương nhỏ tạo bởi 8 quả cầu nhỏ là $2r + 2r\sqrt{3} + 2R = a\sqrt{3}$.
Suy ra $r(1 + \sqrt{3}) + R = \frac{a\sqrt{3}}{2}$.
$r = \frac{\frac{a\sqrt{3}}{2} - R}{1+\sqrt{3}} = \frac{\frac{10\sqrt{3}}{2} - 5}{1+\sqrt{3}} = \frac{5\sqrt{3} - 5}{1+\sqrt{3}} = \frac{5(\sqrt{3} - 1)}{1+\sqrt{3}} = \frac{5(\sqrt{3} - 1)^2}{2} = 5(2 - \sqrt{3})$
Thể tích quả cầu lớn là $V_L = \frac{4}{3}\pi R^3 = \frac{4}{3}\pi (5^3) = \frac{500\pi}{3}$ cm$^3$.
Thể tích mỗi quả cầu nhỏ là $V_n = \frac{4}{3}\pi r^3 = \frac{4}{3}\pi [5(2 - \sqrt{3})]^3$ cm$^3$.
Thể tích 8 quả cầu nhỏ là $8V_n = 8 \cdot \frac{4}{3}\pi [5(2 - \sqrt{3})]^3 = \frac{32}{3} \pi [125 (2 - \sqrt{3})^3] = \frac{4000}{3} \pi (2 - \sqrt{3})^3$ cm$^3$.
Thể tích hình lập phương là $V = a^3 = 10^3 = 1000$ cm$^3$.
Thể tích epoxy resin cần đổ là $V_{keo} = V - V_L - 8V_n = 1000 - \frac{500\pi}{3} - \frac{4000\pi}{3} (2 - \sqrt{3})^3 \approx 1000 - 523.6 - 7.32 \approx 469.08$ cm$^3$.
$V_{keo} \approx 469.08$ cm$^3 = 0.46908$ lít.
Làm tròn đến hàng phần mười ta được 0.5 lít.

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Câu hỏi liên quan