Cho hình chóp đều S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a, tâm O, đường cao AA′; SO=2a. Gọi M là điểm thuộc đoạn OA′(M≠A′;M≠O). Mặt phẳng (α) đi qua M và vuông góc với AA′. Đặt AM=x. Tính diện tích S của thiết diện tạo bởi (α) với hình chóp S.ABC.
Trả lời bởi giáo viên
Vì S.ABC là hình chóp đều nên SO⊥(ABC)
(O là tâm của tam giác ABC)
Do đó SO⊥AA′ mà (α)⊥AA′ suy ra SO∥(α).
Tương tự ta cũng có BC∥(α)
Qua M kẻ IJ∥BC với I∈AB,J∈AC; kẻ MN∥SO với N∈SA′.
Qua N kẻ EF∥BC với E∈SB,F∈SC.
Khi đó thiết diện là hình thang IJFE.
Diện tích hình thang SIJEF=12(IJ+EF)MN.
Tam giác ABC, có IJBC=AMAA′⇒IJ=AM.BCAA′=x.aa√32=2x√33.
Tam giác SBC, có EFBC=SNSA′=OMOA′⇒EF=OM.BCOA′=(x−23a√32)a13.a√32=2(x√3−a).
Tam giác SOA′, có MNSO=MA′OA′⇒MN=SO.MA′OA′=2a.(a√32−x)13a√32=2(3a−2x√3).
Vậy
SIJEF=12MN(EF+IJ)=12.2(3a−2x√3)(2x√33+2(x√3−a))=23(4x√3−3a)(3a−2x√3)=−2(8x2−6√3ax+3a2).
Hướng dẫn giải:
Sử dụng lý thuyết của đường thẳng vuông góc với mặt phẳng và bài toán tìm giao tuyến của hai mặt phẳng đồng thời việc tính toán trong tam giác, tứ giác cụ thể là tính diện tích đa giác