Cho hình trụ có đáy là hai đường tròn tâm \(O\) và \({O^\prime }\), bán kính đáy bằng chiều cao và bằng 2 a. Trên đường tròn đáy có tâm \(O\) lấy điểm \(A\), trên đường tròn tâm \({O^\prime }\) lấy điểm \(B\). Đặt \(\alpha \) là góc giữa AB và đáy. Tính \(\tan \alpha \) khi thể tích khối tứ diện \(O{O^\prime }AB\) đạt giá trị lớn nhất.
Trả lời bởi giáo viên
Gọi \(D\) là hình chiếu vuông góc của \(B\) lên mặt phẳng \((O)\).
Kẻ \(AH \bot OD,H \in OD\).
Ta có thể tích của khối chóp \(OO'AB\) là
\({V_{OO'AB}} = \dfrac{1}{3}AH \cdot {S_{\Delta OO'B}} = \dfrac{{2{a^2}}}{3} \cdot AH\)\( \le \dfrac{{2{a^2}}}{3} \cdot AO = \dfrac{{4{a^3}}}{3}\)
\({\left( {{V_{OO'AB}}} \right)_{\max }} \Leftrightarrow H \equiv O\).
Suy ra \(AD = 2\sqrt 2 a\).
Vậy \(\tan \alpha = \tan \widehat {BAD} = \dfrac{1}{{\sqrt 2 }}\).
Hướng dẫn giải:
- Gọi \(D\) là hình chiếu vuông góc của \(B\) lên mặt phẳng \((O)\). Kẻ \(AH \bot OD,H \in OD\).
- Tính \({\left( {{V_{OO'AB}}} \right)_{\max }}\) (theo a) rồi vị trí của H.
- Tính \(\tan \alpha \)