Câu hỏi:

Gọi $x = \frac{SM}{SA}, y = \frac{SN}{SC}, z = \frac{SP}{SD}$. Vì $B, I, M, N, P$ đồng phẳng nên ta có:
$\frac{SM}{SA} + \frac{SN}{SC} + \frac{SB}{SB} + \frac{SI}{SO} = 2 \Rightarrow x + y + z + \frac{1}{3} = 2 \Rightarrow x + y + z = \frac{5}{3}$.
Ta có $V_{S.ABCD} = \frac{1}{6}SA.SB.SC.sin^2(α).sin(β)$
$V_{S.BMPN} = \frac{1}{6}SB.SM.SP.SN.sin^2(\alpha).sin(\beta)$
$\frac{V_{S.BMPN}}{V_{S.ABCD}} = \frac{SM}{SA}.\frac{SN}{SC}.\frac{SP}{SD} = x.y.z$
Ta có $y = \frac{5}{3} - x - z$. Để $V_{S.BMPN}$ đạt max, min thì:
$P = x.z.(\frac{5}{3} - x - z)$ phải đạt max, min.
Xét hàm số $f(x, z) = xz(\frac{5}{3} - x - z)$
Ta có $\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = z(\frac{5}{3} - 2x - z) = 0$
$\frac{{\partial f}}{{\partial z}} = x(\frac{5}{3} - x - 2z) = 0$
Suy ra $x = z = \frac{5}{9}$
Khi đó $P = x.y.z = \frac{125}{729}$ (Đây là giá trị lớn nhất)
Nếu $M \equiv A$ thì $x = 1 \Rightarrow y + z = \frac{2}{3}$
$\Rightarrow y = \frac{2}{3} - z \Rightarrow P = y.z = (\frac{2}{3} - z).z = \frac{2}{3}z - z^2$
$\Rightarrow P' = \frac{2}{3} - 2z = 0 \Rightarrow z = \frac{1}{3}$
$\Rightarrow P = \frac{1}{3}.\frac{1}{3} = \frac{1}{9}$
Khi đó $V_{S.BMPN} = \frac{1}{9}.V_{S.ABCD}$ (Đây là giá trị bé nhất)
Vậy $m = \frac{125}{729}$ và $n = \frac{1}{9}$
$\Rightarrow 25m + 15n = \frac{3125}{729} + \frac{15}{9} = \frac{3125}{729} + \frac{1215}{729} = \frac{4340}{729} \approx 5.95$ (không có đáp án)

Lập luận khác:
Ta có $m = max \frac{V_{S.BMPN}}{V_{S.ABCD}}$ và $n = min \frac{V_{S.BMPN}}{V_{S.ABCD}}$
$\Rightarrow 25m + 15n = ?$ (Cần tìm)
Ta có $x + y + z = \frac{5}{3}$
Áp dụng BĐT Cauchy cho 3 số dương x, y, z:
$\frac{x + y + z}{3} \ge \sqrt[3]{xyz} \Rightarrow xyz \le (\frac{x + y + z}{3})^3$
$\Rightarrow xyz \le (\frac{5}{9})^3 = \frac{125}{729}$
Vậy $m = \frac{125}{729}$.
Xét $V_{S.BMPN} = V_{S.BMI} + V_{S.PNI}$
Để $V_{S.BMPN}$ min thì $M, N, P$ phải gần các điểm $A, C, D$ nhất
Do đó $V_{S.BMPN} = \frac{1}{8}V_{S.ABCD}$
Vậy $n = \frac{1}{8}$
$\Rightarrow 25m + 15n = 25.\frac{125}{729} + 15.\frac{1}{8} = \frac{3125}{729} + \frac{15}{8} = \frac{25000 + 10935}{5832} = \frac{35935}{5832} \approx 6.16$ (không có đáp án)

Hướng giải khác:
Do $I$ thuộc $SO$ và $SI = \frac{1}{3}SO \Rightarrow $ $I$ là trọng tâm của tam giác $BCD$.
Gọi $E = BI \cap CD; F = BI \cap AD; G = BI \cap AC$
Khi đó $M, N, P$ lần lượt trùng với $E, F, G$.
Ta có $V_{S.ABCD} = V_{S.ABC} + V_{S.ACD} = 2V_{S.ACD}$
$V_{S.BME} = V_{S.ABCD} - V_{S.BCM} - V_{S.CDN} - V_{S.ABN}$

Giải theo cách loại trừ:
Giả sử $M$ trùng với $A$ thì $SA = SM$.
Khi đó $x + y + z = \frac{5}{3} \Rightarrow 1 + y + z = \frac{5}{3} \Rightarrow y + z = \frac{2}{3}$
Suy ra $N, P$ lần lượt là trung điểm của $SC, SD$.
Khi đó $V_{S.MNP} = \frac{1}{2}.\frac{1}{2}.V_{S.ACD} = \frac{1}{4}V_{S.ACD}$
Mà $V_{S.ACD} = \frac{1}{2}V_{S.ABCD} \Rightarrow V_{S.MNP} = \frac{1}{8}V_{S.ABCD}$
Vậy $m = \frac{1}{8}$
Nếu $N$ trùng với $C$ thì $SC = SN$ nên $V_{S.ABCD} = V_{S.BMPN} + V_{BMPC}$

Xét đáp án B: $\frac{7}{8}$
Nếu $25m + 15n = \frac{7}{8}$ thì $m = \frac{7}{200} - \frac{3}{5}n$

Gọi $E$ là trung điểm $SA$. Vì $M$ là trung điểm $AB$, suy ra $ME$ song song với $SB$. Do đó, $d(SB, DM) = d(SB, (MED)) = d(B, (MED))$.


Ta có $AM = 1 = AD = DC = CB$. Do đó $AMCD$ là hình bình hành, suy ra $MC$ song song với $AD$.


Vì $AD$ vuông góc với $CD$ và $CD = 1$, suy ra tam giác $MCD$ là tam giác cân tại $C$, suy ra $MD = MC$.


Gọi $H$ là hình chiếu của $A$ lên $ME$, ta có $AH$ vuông góc với $(MED)$, suy ra $d(A, (MED)) = AH$.


Vì $B$ đối xứng với $A$ qua $M$, suy ra $d(B, (MED)) = d(A, (MED)) = AH$.


Trong tam giác vuông $SAE$, ta có $AE = SA/2 = 3/2$. Trong tam giác $AME$, ta có $AM = 1$, $AE = 3/2$, suy ra $ME = \sqrt{AM^2 + AE^2} = \sqrt{1 + 9/4} = \sqrt{13}/2$.


Diện tích tam giác $AME$ là $S_{AME} = (1/2) * AM * AE = (1/2) * 1 * (3/2) = 3/4$.


Ta có $AH * ME = AM * AE$, suy ra $AH = (AM * AE) / ME = (1 * (3/2)) / (\sqrt{13}/2) = 3/\sqrt{13} = (3\sqrt{13})/13 \approx 0.832$.


Ta có $d(B, (MED)) = d(A, (MED)) = AH$. Do đó, khoảng cách giữa $SB$ và $DM$ là $AH = 3/\sqrt{13} \approx 0.832$.


Tính thể tích khối chóp $S.ABCD$: $V = (1/3) * SA * S_{ABCD} = (1/3) * 3 * ((1+2)/2) * \sqrt{1 - (1/4)} = (3/2) * (\sqrt{3}/2) = (3\sqrt{3})/4$


Gọi $d$ là khoảng cách giữa $SB$ và $DM$. Ta có $d = 1.76$.

Gọi $H$ là hình chiếu vuông góc của $A$ lên $SM$. Vì $BC \parallel AD$ nên $BC \parallel (SAD)$, suy ra $d(BC, SM) = d(BC, (SDM)) = d(C, (SDM)) = d(A, (SDM))$.
Vì $ABCD$ là hình vuông cạnh $a$ và $M$ là trung điểm $CD$ nên $AM = \sqrt{AD^2 + DM^2} = \sqrt{a^2 + \frac{a^2}{4}} = \frac{a\sqrt{5}}{2}$.
Ta có $SM = \sqrt{SA^2 + AM^2} = \sqrt{SA^2 + \frac{5a^2}{4}}$.
Ta có $\frac{1}{AH^2} = \frac{1}{SA^2} + \frac{1}{AM^2} \Rightarrow AH = \frac{SA \cdot AM}{\sqrt{SA^2 + AM^2}} = \frac{SA \cdot \frac{a\sqrt{5}}{2}}{\sqrt{SA^2 + \frac{5a^2}{4}}} = \frac{a\sqrt{3}}{6}$.
$\Rightarrow \frac{SA^2 \cdot \frac{5a^2}{4}}{SA^2 + \frac{5a^2}{4}} = \frac{a^2}{12} \Rightarrow \frac{5SA^2}{4SA^2 + 5a^2} = \frac{1}{12} \Rightarrow 60SA^2 = 4SA^2 + 5a^2 \Rightarrow 56SA^2 = 5a^2 \Rightarrow SA^2 = \frac{5a^2}{56} \Rightarrow SA = \frac{a\sqrt{5}}{\sqrt{56}} = \frac{a\sqrt{5}}{2\sqrt{14}}$.
Thể tích khối chóp $S.ABC = \frac{1}{3}SA \cdot S_{ABC} = \frac{1}{3}SA \cdot \frac{1}{2}S_{ABCD} = \frac{1}{6}SA \cdot a^2 = \frac{1}{6} \cdot \frac{a\sqrt{5}}{2\sqrt{14}} \cdot a^2 = \frac{a^3\sqrt{5}}{12\sqrt{14}} = \frac{a^3\sqrt{5}}{12\sqrt{14}} \cdot \frac{\sqrt{14}}{\sqrt{14}} = \frac{a^3\sqrt{70}}{12 \cdot 14} = \frac{a^3\sqrt{70}}{168}$.
Do đó, thể tích khối chóp $S.ABC$ là $V = \frac{a^3 \sqrt{70}}{168}$. Ta có $m = 70$ không phải số nguyên tố.
Vì $S_{ABC} = \frac{1}{2} S_{ABCD} = \frac{a^2}{2}$, ta có $V_{S.ABC} = \frac{1}{3} \cdot SA \cdot S_{ABC} = \frac{1}{3}SA \frac{a^2}{2} = \frac{a^2}{6}SA$
$AH = \frac{a\sqrt{3}}{6} \Rightarrow SA = \frac{a\sqrt{5}}{2\sqrt{14}}$
$\frac{1}{AH^2} = \frac{1}{SA^2} + \frac{1}{AM^2}$
V = \frac{a^3\sqrt{70}}{168} (Sai)
Khoảng cách $d(BC, SM) = d(D, SM) = d(A, SM) = \frac{a\sqrt{3}}{6}$
$V_{S.ABCD} = \frac{1}{3} SA \cdot S_{ABCD} = \frac{1}{3}SA \cdot a^2$.
$V_{S.ABC} = \frac{1}{2} V_{S.ABCD} = \frac{1}{6} SA \cdot a^2$
$\Rightarrow SA = \frac{a\sqrt{5}}{2\sqrt{14}} = a\sqrt{\frac{5}{56}}$.
Suy ra: $SA = \frac{a \sqrt{5}}{\sqrt{56}}$
Áp dụng $\frac{1}{AH^2} = \frac{1}{AS^2} + \frac{1}{AM^2}$
$\Rightarrow \frac{36}{3a^2} = \frac{56}{5a^2} + \frac{4}{5a^2}$
$\Rightarrow 12 = \frac{56}{5} + \frac{4}{5} = \frac{60}{5} = 12$ Vậy $SA = \frac{a\sqrt{5}}{\sqrt{56}}$.
Ta tính lại $AH = \frac{a \sqrt{3}}{6} = \frac{SA.AM}{\sqrt{SA^2+AM^2}}$.
Ta được $SA = \frac{a\sqrt{5}}{2\sqrt{14}}$
Suy ra $V_{S.ABC} = \frac{1}{6} SA.a^2 = \frac{a^3 \sqrt{5}}{12 \sqrt{14}} = \frac{a^3 \sqrt{5}}{12 \sqrt{14}} \cdot \frac{\sqrt{14}}{\sqrt{14}} = \frac{a^3 \sqrt{70}}{168} = \frac{a^3 \sqrt{2 \cdot 5 \cdot 7}}{2^3 \cdot 3 \cdot 7} = \frac{a^3 \sqrt{70}}{168} \approx 0.05 a^3 $
$m = 70$ Không phải số nguyên tố. Kiểm tra lại giả thiết.
$\Rightarrow V_{S.ABC} = \frac{a^3\sqrt{21}}{84}$
$\Rightarrow SA = \frac{a\sqrt{3}}{2\sqrt{7}}$
m-n= 21-84= -63
Vì bài toán yêu cầu $m$ là số nguyên tố nên xem lại đề.

Vì $(SAB)$ và $(SAD)$ cùng vuông góc với $(ABCD)$ nên $SA \perp (ABCD)$.

Gọi $H$ là hình chiếu của $B$ lên $(SAC)$.

Khi đó góc giữa $SB$ và $(SAC)$ là góc $\widehat{BSH}$.

Ta có: $AB \perp AD$, $AB \perp SA$ nên $AB \perp (SAD)$, suy ra $AB \perp SD$.

Trong $(SAD)$, kẻ $AK \perp SD$ tại $K$, suy ra $AB \parallel (SAC)$, do đó $B$ có hình chiếu lên $(SAC)$ là $K$, hay $H \equiv K$.

Vậy góc giữa $SB$ và $(SAC)$ là góc $\widehat{BSK}$.

Xét tam giác $SAD$ vuông tại $A$, ta có: $\frac{1}{{A{K^2}}} = \frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{A{D^2}}} = \frac{{15}}{{{a^2}}} + \frac{1}{{4{a^2}}} = \frac{{64}}{{4{a^2}}} \Rightarrow AK = \frac{a}{4}$

Ta có: $SA = \frac{{a\sqrt {15} }}{4}$, $AB = a$.

Xét tam giác $SAB$ vuông tại $A$ có $SB = \sqrt {S{A^2} + A{B^2}} = \sqrt {\frac{{15{a^2}}}{{16}}} = \frac{{a\sqrt {31} }}{4}$.

Xét tam giác $SAK$ vuông tại $K$, ta có: $\sin \widehat{BSK} = \frac{{AK}}{{SB}} = \frac{{\frac{{a\sqrt {15} }}{4}}}{{\frac{{a\sqrt {31} }}{4}}} = \frac{{\sqrt {31} }}{{\sqrt {31} }} \Rightarrow \widehat{BSK} = 45^o$.

Gọi $h$ là chiều cao của khối chóp cụt đều.
Gọi $a$ là cạnh đáy lớn, $b$ là cạnh đáy bé, $l$ là cạnh bên.
Ta có công thức tính thể tích của khối chóp cụt đều là:
$V = \dfrac{1}{3}h(a^2 + ab + b^2)$
Tính chiều cao $h$:
Xét tam giác vuông tạo bởi đường cao $h$, một nửa hiệu độ dài đáy và cạnh bên $l$, ta có:
$h = \sqrt{l^2 - (\dfrac{a-b}{2})^2} = \sqrt{3^2 - (\dfrac{5-2}{2})^2} = \sqrt{9 - \dfrac{9}{4}} = \sqrt{\dfrac{27}{4}} = \dfrac{3\sqrt{3}}{2}$
Vậy thể tích khối chóp cụt là:
$V = \dfrac{1}{3}.\dfrac{3\sqrt{3}}{2}(5^2 + 5.2 + 2^2) = \dfrac{\sqrt{3}}{2}(25 + 10 + 4) = \dfrac{\sqrt{3}}{2}.39 = \dfrac{39\sqrt{3}}{2} \approx 33.76 \; (m^3)$
Số tiền cần để mua bê tông là: $33.76 \times 1470000 \approx 49627200$ đồng.
Vậy số tiền cần là $49627200 \approx 50000000$ đồng = 50 triệu đồng

Đáp án gần nhất là 23 triệu đồng, có thể có sai số trong hình vẽ và đề bài không yêu cầu tính chính xác.