Giáo dục là vũ khí mạnh nhất mà người ta có thể sử dụng để thay đổi cả thế giới
Ngân hàng bài tập
SS

Cho hình chóp đều \(S.ABCD\) có cạnh đáy bằng \(a\), cạnh bên bằng \(2a\) và \(O\) là tâm của đáy. Gọi \(M\), \(N\), \(P\), \(Q\) lần lượt là các điểm đối xứng với \(O\) qua trọng tâm của các tam giác \(SAB\), \(SBC\), \(SCD\), \(SDA\) và \(S'\) là điểm đối xứng với \(S\) qua \(O\). Thể tích của khối chóp \(S'.MNPQ\) bằng

\(\dfrac{20\sqrt{14}{a^3}}{81}\)
\(\dfrac{40\sqrt{14}{a^3}}{81}\)
\(\dfrac{10\sqrt{14}{a^3}}{81}\)
\(\dfrac{2\sqrt{14}{a^3}}{9}\)
1 lời giải Huỳnh Phú Sĩ
Trở lại Tương tự
Thêm lời giải
1 lời giải
Huỳnh Phú Sĩ
20:42 08/02/2021

Chọn phương án A.

Gọi \(G_1,\,G_2,\,G_3,\,G_4\) lần lượt là trọng tâm \(\triangle SAB\), \(\triangle SBC\), \(\triangle SCD\), \(\triangle SDA\).

Gọi \(E,\,F,\,G,\,H\) lần lượt là trung điểm của các cạnh \(AB\), \(BC\), \(CD\), \(DA\).

  • Vì \(\dfrac{OG_1}{OM}=\dfrac{OG_2}{ON}=\dfrac{OG_3}{OP}=\dfrac{OG_4}{OQ}=\dfrac{1}{2}\) nên \(\dfrac{S_{G_1G_2G_3G_4}}{S_{MNPQ}}=\dfrac{1}{4}\)
  • Vì \(\dfrac{SG_1}{SE}=\dfrac{SG_2}{SF}=\dfrac{SG_3}{SG}=\dfrac{SG_4}{SH}=\dfrac{2}{3}\) nên \(\dfrac{S_{G_1G_2G_3G_4}}{S_{MNPQ}}=\dfrac{4}{9}\)
  • Vì \(ABCD\) là hình vuông nên \(EFGH\) cũng là hình vuông.
    Suy ra \(S_{EFGH}=EF^2=\left(\dfrac{a\sqrt{2}}{2}\right)^2=\dfrac{a^2}{2}\).

Ta có $$\begin{aligned}S_{MNPQ}&=4S_{G_1G_2G_3G_4}=4\cdot\dfrac{4}{9}{S_{EFGH}}\\ &=4\cdot\dfrac{4}{9}.\dfrac{a^2}{2}=\dfrac{8a^2}{9}\end{aligned}$$
Vì \(S.ABCD\) là hình chóp đều nên \(SO\bot(ABCD)\).
Suy ra \(SS'\bot(ABCD)\). Do đó:$$\begin{aligned}
\mathrm{d}\left(S',\left(MNPQ\right)\right)&=\mathrm{d}\left(S',\left(ABCD\right)\right)+\mathrm{d}\left(O,\left(MNPQ\right)\right)\\
&=\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)+2\mathrm{d}\left(O,\left(G_1G_2G_3G_4\right)\right)\\
&=\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)+2\cdot\dfrac{1}{3}\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)\\
&=\dfrac{5}{3}\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)=\dfrac{5}{3}SO\\
&=\dfrac{5}{3}\sqrt{SA^2-OA^2}=\dfrac{2}{3}\sqrt{(2a)^2-\left(\dfrac{a\sqrt{2}}{2}\right)^2}\\
&=\dfrac{5a\sqrt{14}}{6}.
\end{aligned}$$
Vậy \(V_{S'.MNPQ}=\dfrac{1}{3}\cdot\dfrac{5a\sqrt{14}}{6}\cdot\dfrac{8a^2}{9}=\dfrac{20a^3\sqrt{14}}{81}\).