Bài tập trắc nghiệm thể tích khối đa diện vận dụng cao
Tuyển chọn các bài tập trắc nghiệm thể tích khối đa diện vận dụng cao, có đáp án và lời giải chi tiết, giúp học sinh lớp 12 tham khảo khi học chương trình Toán 12 phần Hình học chương 1: Khối Đa Diện Và Thể Tích Của Chúng..Mời bạn đọc đón xem.
Preview text:
THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN
Phần 1. Thể tích khối đa diện
Câu 1. Cho khối tứ diện ABCD có thể tích V. Gọi V là thể tích của khối tám mặt có
các đỉnh là trung điểm các cạnh của khối tứ diện ABCD. Tỉ số V bằng V A. 1 . B. 1 . C. 3 . D. 1 . 2 4 4 8
Câu 2. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng 1, góc giữa cạnh bên và
mặt đáy bằng 60. Gọi A , B , C lần lượt là các điểm đối xứng của ,
A B, C qua S.
Thể tích của khối bát diện ABC.AB C bằng A. 3 . B. 2 3 . C. 4 3 . D. 2 3. 2 3 3
Câu 3. Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD, có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng ,
a tâm O; cạnh bên bằng a 3. Gọi M
là trung điểm của CD, H là điểm đối xứng của O qua SM.
Thể tích khối đa diện ABCDSH bằng 3 3 3 3 A. a 10 a 10 a 10 5a 10 . B. . C. . D. . 12 18 24 24
Câu 4. Cho hình đa diện như hình vẽ, trong đó
ABCD.AB C D
là hình hộp chữ nhật với
AB AD 2 , a AA ,
a S.ABCD là hình chóp
có các cạnh bên bằng nhau và bằng a 3. Thể
tích của khối tứ diện SABD có thể tích bằng 3 A. a 2 3 2a . B. . 2 3 3 C. 2a a 2 . D. . 3 6
Câu 5. Cho khối lăng trụ ABC.AB C
có thể tích là V. Hai mặt phẳng ACB và
BAC chia khối lăng trụ đã cho thành bốn phần. Thể tích của phần có thể tích lớn nhất bằng 1 A. 1V. B. 2V. C. 3V. D. 5 V. 2 5 5 12
Câu 6. Cho hình lăng trụ đứng ABC.AB C
có đáy ABC là tam giác đều cạnh , a AA .
a Gọi E là trung điểm cạnh AC, mặt phẳng AB E
cắt BC tại F. Thể
tích khối đa diện CAB F E bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 4 8 15 16
Câu 7. Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có tất cả các cạnh bằng . a Gọi
M , N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và B C
. Mặt phẳng AMN cắt cạnh
BC tại P. Thể tích khối đa diện MBP.AB N bằng 3 3 3 3 A. a 3 7a 3 7a 3 7a 3 . B. . C. . D. . 32 32 48 96
Câu 8. Cho hình lăng trụ ABC.AB C có thể tích 3
96 cm . Gọi G là trọng tâm của
tam giác AB C
và H là trung điểm của BC. Thể tích khối tứ diện B GA H bằng A. 3 12 cm . B. 3 16 cm . C. 3 18 cm . D. 3 24 cm .
Câu 9. Cho lăng trụ tam giác ABC.AB C
có thể tích bằng V. Gọi M , N, P lần lượt
là trung điểm của các cạnh AB , BC, CC . Mặt phẳng MNP chia khối lăng trụ
thành hai phần, phần chứa điểm V
B có thể tích là V . Tỉ số 1 bằng 1 V A. 1. B. 25. C. 49 . D. 73 . 3 72 144 216
Câu 10. Cho hình lăng trụ ABC.AB C
có thể tích bằng V. Gọi M , N, P lần lượt là
trung điểm của các cạnh AB, AC , BB . Thể tích của khối tứ diện CMNP bằng A. V V V V . B. . C. 5 . D. 7 . 3 4 24 24
Câu 11. Cho tứ diện ABCD có AB CD 5, AC BD 34, AD BC 41. Thể
tích của tứ diện ABCD bằng A. 10. B. 20. C. 30. D. 40.
Câu 12. Cho hình hộp ABCD.AB C D có thể tích 3
120 cm . Gọi M , N lần lượt là
trung điểm AB và AD. Thể tích khối tứ diện MNAC bằng: A. 3 15 cm . B. 3 20 cm . C. 3 24 cm . D. 3 30 cm .
Câu 13. Cho tứ diện ABCD có 2 2 S 4 cm , S
6 cm , AB 3cm. Góc giữa hai A BC A BD
mặt phẳng ABC và ABD bằng 60. Thể tích của khối tứ diện đã cho bằng A. 2 3 4 3 8 3 3 2 3 cm . B. 3 cm . C. 3 cm . D. 3 cm . 3 3 3
Câu 14. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành và có thể tích V.
Gọi E là điểm trên cạnh SC sao cho EC 2ES. Gọi là mặt phẳng chứa đường 2
thẳng AE và song song với đường thẳng BD, cắt hai cạnh SB, SD lần lượt tại hai
điểm M, N. Thể tích khối chóp S.AMEN bằng A. V V V V . B. . C. . D. . 6 9 12 27
Câu 15. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi, SA vuông góc với đáy. Mặt
phẳng P qua A vuông góc với SC cắt các cạnh SB, SC, SD lần lượt tại G, F, E. Biết rằng SF
P chia khối chóp thành hai phần có thể tích bằng nhau. Tính k . SC A. 13 1 k . B. 13 1 k . C. 17 1 k . D. 17 1 k . 4 6 4 8
Câu 16. Cho khối lăng trụ ABC.AB C
. Gọi M , N lần lượt là trung điểm của hai
cạnh AA và BB . Mặt phẳng C MN
chia khối lăng trụ đã cho thành hai phần. Gọi V
V là thể tích khối C M NB A
và V là thể tích khối ABC.MNC . Khi đó tỷ số 1 bằng 1 2 V2 A. 1 . B. 1. C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4
Câu 17. Cho hình lăng trụ tam giác ABC.AB C
có thể tích là V và có độ dài cạnh
bên AA 6. Trên cạnh A , A B B , C C
lần lượt lấy các điểm A , B , C sao cho 1 1 1
A A 2, B B x, C C y với x, y là các số thực dương thỏa mãn xy 12. Biết rằng 1 1 1
thể tích của khối đa diện ABC.A B C bằng 1V. Giá trị của x y bằng 1 1 1 2 A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 18. Cho hình lập phương ABCD.AB C D
có các cạnh bằng , a một mặt phẳng a a
cắt các cạnh AA , BB , CC , DD lần lượt tại M , N, P, Q. Biết 2 AM , CP . 3 5
Thể tích khối đa diện ABCD.MNPQ bằng 3 3 3 3 A. a 2a 11a 11a . B. . C. . D. . 3 3 15 30
Câu 19. Cho hình chóp đều S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh .
a Gọi E, F
lần lượt là trung điểm của các cạnh SB, SC. Biết mặt phẳng AEF vuông góc với
mặt phẳng SBC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 5 a 3 a 5 a 15 . B. . C. . D. . 8 24 24 27
Câu 20. Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh bên bằng .
a Gọi E, F lần lượt là trung
điểm của các cạnh SB, SC. Biết mặt phẳng AEF vuông góc với mặt phẳng SBC.
Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 5 a 3 a 5 a 15 . B. . C. . D. . 8 24 24 27 3
Câu 21. Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh . a Gọi M là trung điểm .
SA Biết mặt phẳng MCD vuông góc với mặt phẳng SAB. Thể tích của
khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a a 5 a 3 a 5 . B. . C. . D. . 3 2 6 6
Câu 22. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, BC . a Cạnh
bên SA vuông góc với đáy, góc 0
BSC 45 , mặt phẳng SAC tạo với mặt phẳng SBC một góc 0
60 . Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 6 a 2 a 3 a 6 . B. . C. . D. . 15 18 24 30
Câu 23. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a mặt bên SAB là
tam giác đều, mặt bên SCD là tam giác vuông cân tại S. Gọi M là điểm thuộc đường
thẳng CD sao cho BM vuông góc với .
SA Thể tích của khối chóp S.BDM bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 16 24 32 48
Câu 24. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a và hai tam giác
SAC và SBD là những tam giác đều. Gọi A', C ' lần lượt là trung điểm của SA và
SC. Thể tích khối tứ diện A' BC ' D bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 6 a 6 . B. . C. . D. . 16 24 24 32
Câu 25. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh .
a Cạnh bên SA
vuông góc với đáy, SC a 3. Gọi M , N, P, Q lượt là trung điểm của SB, SD, CD,
BC. Thể tích của khối chóp . A MNPQ bằng 3 3 3 3 A. a a a a . B. . C. . D. . 3 4 8 12
Câu 26. Cho lăng trụ ABC.AB C
có đáy ABC là tam giác vuông tại A và góc 0
ABC 30 . Gọi M là trung điểm của AB, tam giác MAC đều cạnh a và nằm trong
mặt phẳng vuông góc với đáy ABC. Thể tích khối lăng trụ đã cho bằng 3 3 3 3 A. a 2a 3a 5a . B. . C. . D. . 7 7 7 7
Câu 27. Cho hình lăng trụ đều ABC.AB C
. Biết khoảng cách từ điểm C đến mặt
phẳng ABC bằng ,
a góc giữa hai mặt phẳng ABC và BCC B
bằng với 1
cos . Thể tích khối lăng trụ ABC.AB C bằng 3 3 3 3 3 A. 3a 15 9a 15 3a 15 9a 15 . B. . C. . D. . 10 10 20 20
Câu 28. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang cân với AD 2AB
2BC 2CD 2 .
a Cạnh bên SA vuông góc với đáy. Gọi M , N lần lượt là trung 4 3 điểm của a 3
SB và CD. Biết thể tích khối chóp S.ABCD bằng . Cosin góc giữa 4
MN và SAC bằng A. 5 . B. 3 5 . C. 310 . D. 3 310 . 10 10 20 20
Câu 29. Cho khối chóp S.ABC có SA 6, SB 2, SC 4, AB 2 10 và SBC ASC 0
90 . Thể tích khối chóp S.ABC bằng A. 4 3. B. 6 3. C. 8 3. D. 12 3.
Câu 30. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 1,
AD 10; SA SB, SC SD. Biết hai mặt phẳng SAB và SCD cùng vuông góc
với nhau và tổng diện tích hai tam giác SAB và SCD bằng 2. Thể tích khối chóp
S.ABCD bằng A. 1 . B. 1. C. 3 . D. 2. 2 2
Câu 31. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân đỉnh ,
A BC 2a,
SB SC, SA 2a và SA tạo với đáy một góc 60. Biết H là hình chiếu vuông góc của
đỉnh S trên mặt đáy ABC thuộc tam giác ABC. Thể tích khối chóp S.AHC bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 6 9 12
Câu 32. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm O, AB , a
BC a 3; tam giác SOA cân tại S và mặt phẳng SAD vuông góc vói
mặt đáy ABCD. Biết góc giữa SD và mặt phẳng ABCD bằng 0 60 . Thể tích khối
chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 2a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 3 6 9
Câu 33. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh . a Các mặt bên
SAB, SAC lần lượt tạo với đáy các góc là 0 0
60 , 30 . Hình chiếu vuông góc của S
trên mặt phẳng ABC nằm trên cạnh BC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 4 12 32 64
Câu 34. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác với AB AC 5 ,
a BC 6a
và các mặt bên cùng tạo với đáy các góc 60. Hình chiếu vuông góc của S trên mặt
phẳng ABC nằm bên trong tam giác ABC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 A. 2a . B. 3 a 3. C. 3 6a 3. D. 3 8a . 3
Câu 35. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB , a AD 2 . a
Hình chiếu vuông góc của S xuống mặt phẳng ABCD thuộc đoạn BD. Hai mặt 5
phẳng SBC và SCD lần lượt hợp với đáy các góc 0 60 và 0 30 . Thể tích khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 4a 3 a 3 4a 3 . B. . C. . D. . 5 5 15 15
Câu 36. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và 0 BAD 60 .
Các mặt phẳng SAB, SBD và SAD cùng hợp với đáy ABCD một góc 60. Biết
hình chiếu vuông góc của S trên mặt đáy nằm ngoài tam giác ABD. Thể tích của
khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 2 4 6 12
Câu 37. Cho lăng trụ ABCD.AB C D
có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 3,
AD 7, cạnh bên bằng 1. Hai mặt bên ABB A và ADD A
lần lượt tạo với đáy những góc bằng 0 45 và 0
60 . Thể tích khối lăng trụ đã cho bằng A. 3. B. 3 3. C. 7. D. 7 7.
Câu 38. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 6,
AD 3, tam giác SAC nhọn và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Biết hai
mặt phẳng SAB và SAC tạo với nhau góc thỏa mãn 3
tan ; cạnh SC 3. 4
Thể tích khối S.ABCD bằng A. 4 . B. 8 . C. 3 3. D. 5 3 . 3 3 3
Câu 39. Cho hình chóp S.ABC có AB ,
a AC a 3, SB 2a và ABC BAS BCS
90. Sin của góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng SAC bằng 11 . Thể tích 11
khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 6 a 6 a 3 2a 3 . B. . C. . D. . 3 6 9 9
Câu 40. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A với AB a và BAC 120 ,
SBA SCA 90. Biết góc giữa SB và mặt đáy ABC bằng 60 , thể tích
khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3a 3a 3 3a . B. . C. . D. . 4 4 4 4
Câu 41. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a và
SBA SCA 90. Biết góc giữa hai mặt phẳng SAB và mặt đáy ABC bằng 60 ,
thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. 3a 3a 3a 3a . B. . C. . D. . 4 6 12 24 6
Câu 42. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A với AB a và BAC 120 ,
SBA SCA 90. Biết góc giữa SB và mặt phẳng SAC thỏa mãn 3 sin
, khoảng cách từ S đến mặt đáy ABC nhỏ hơn 2 .
a Thể tích khối chóp 8
S.ABC bằng 3 3 3 3 A. 3a 3a 3a 3a . B. . C. . D. . 4 6 12 24
Câu 43. Cho lăng trụ tam giác ABC.AB C
có độ dài cạnh bên bằng 4 và khoảng
cách từ điểm A đến các đường thẳng BB , CC lân lượt bằng 1 và 2. Biết góc giữa hai mặt phẳng ABB A và ACC A
bằng 60. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.AB C . A. 3. B. 2 3. C. 3 3. D. 4 3.
Câu 44. Cho khối lăng trụ ABC.ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB
bằng 2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 3.
Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và A 2 3 M
. Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng 3 A. 2 3 . B. 1. C. 3. D. 2. 3
Câu 45. Cho khối lăng trụ ABC.ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB
bằng 2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 3.
Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trọng tâm G của tam giác 4
ABC và AG . Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng 3 A. 2 . B. 4 . C. 8 . D. 2. 3 3 3
Phần 2. Tỷ số thể tích
Câu 1. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD. Gọi H là
hình hộp chữ nhật có bốn đỉnh là bốn trung điểm của các cạnh bên , SA SB, SC,
SD và bốn đỉnh còn lại nằm trong
mặt đáy ABCD (tham khảo hình vẽ). Biết thể tích khối
hộp H là V. Thể tích của khối chóp đã cho bằng A. 2V. B. 6V. C. 4V. D. 8V. 3 3 7
Câu 2. Cho khối chóp S.ABCD có đáy là hình bình
hành ABCD. Gọi M,
N, P, Q lần lượt là trọng tâm
các tam giác SAB, SBC, SCD, .
SDA Biết khối chóp
S.MNPQ có thể tích là V , khi đó thể tích của khối
chóp S.ABCD bằng A. 9V V . B. 27 . 4 4 C. 81V V . D. 81 . 4 8
Câu 3. Cho khối tứ diện ABCD có thể tích V. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trọng tâm
của các tam giác ABC, ABD, ACD, BCD. Gọi V là thể tích của khối tứ diện MNPQ. Tỉ số V bằng V A. 1 . B. 2 . C. 4 . D. 1 . 27 27 27 9
Câu 4. Cho lăng trụ tam giác ABC.MNP có thể tích V. Gọi G , G , G , G lần lượt là 1 2 3 4
trọng tâm của các tam giác ABC, ACM , AMB, BCM ; V là thể tích khối tứ diện 1
G G G G . Khẳng định nào sau đây đúng ? 1 2 3 4
A. V 9V .
B. V 27V .
C. V 81V .
D. 8V 81V . 1 1 1 1
Câu 5. Cho khối tứ diện đều ABCD có thể tích V. Gọi M , N, P lần lượt là trọng tâm
các tam giác ABC, ACD, ADB và V là thể tích khối tứ diện AMNP. Tỉ số V bằng V A. 4 . B. 2 . C. 4 . D. 8 . 9 27 27 81
Câu 6. Cho khối lập phương ABCD.AB C D
có cạnh bằng 1. Gọi
M , N, P, L lần lượt là tâm của các hình vuông ABB A , AB C D , ADD A và CDD C
. Gọi Q là trung điểm của BL
(tham khảo hình vẽ bên). Thể tích khối tứ diện MNPQ bằng A. 1 . B. 1 . C. 2 . D. 3 . 16 24 27 27
Câu 7. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh ,
a SA vuông góc với
mặt đáy. Gọi M là trung điểm BC. Mặt phẳng P đi qua A và vuông góc với SM
cắt SB, SC lần lượt tại E, F. Biết 1 V V
. Thể tích khối chóp S.ABC bằng SAEF 4 SABC 3 3 3 3 A. a 2a a a . B. . C. . D. . 2 5 8 12 8
Câu 8. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng 1, mặt bên
SAB là tam giác cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy ABC . Gọi V 16
H là hình chiếu vuông góc của A lên SC. Biết S.ABH . Thể tích của khối V 19 S.ABC
chóp S.ABC bằng A. 3 . B. 3 . C. 3 . D. 3 . 2 4 6 12
Câu 9. Cho hình chóp đều S.ABC. Gọi G là trọng tâm tam giác ABC, góc giữa SG và
mặt phẳng SBC là 30. Mặt phẳng P chứa BC và vuông góc với SA chia khối
chóp S.ABC thành hai phần. Tỉ số thể tích hai phần bằng A. 2 . B. 1 . C. 1 . D. 6 . 3 6 7 7
Câu 10. Cho lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có cạnh đáy bằng , a chiều cao bằng 2 .
a Mặt phẳng P qua B và vuông góc AC chia lăng trụ thành hai khối. Biết thể tích của hai khối là V
V và V với V V . Tỉ số 1 bằng 1 2 1 2 V2 A. 1 . B. 1 . C. 1 . D. 1 . 7 11 23 47
Câu 11. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang, AB CD, AB 2CD. Gọi V
M , N lần lượt là trung điểm của SA và SD. Tỉ số S.BCNM bằng VS.BCDA A. 1. B. 1 . C. 3. D. 5 . 3 4 8 12
Câu 12. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M là điểm di
động trên cạnh AB và N là trung điểm của SD. Mặt phẳng đi qua M, N và song song với V 3
BC chia khối chóp S.ABCD thành hai khối có tỷ số thể tích 1 , V 5 2
trong đó V là thể tích khối đa diện chứa đỉnh ,
A V là thể tích khối đa diện chứa 1 2
đỉnh B. Tỉ số AM bằng AB A. 1 . B. 1. C. 3. D. 3. 2 3 5 7
Câu 13. Cho hình hộp ABCD.AB C D
. Gọi M là điểm thuộc đoạn CC thỏa mãn
CC 3CM. Mặt phẳng AB M
chia khối hộp thành hai phần có thể tích là V , V . 1 2 Gọi V
V là thể tích phần chứa điểm B. Tỉ số 1 bằng 1 V2 A. 7 . B. 13 . C. 7 . D. 13 . 9 20 27 41 9
Câu 14. Cho hình hộp ABCD.AB C D . Gọi M , N,
P lần lượt là trung điểm của
AA , BC, CD. Mặt phẳng MNP chia khối hộp thành hai phần có thể tích là V , V . 1 2 Gọi V
V là thể tích phần chứa điểm C. Tỉ số 1 bằng 1 V2 A. 3 . B. 113. C. 119 . D. 119 . 4 24 25 425
Câu 15. Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có tất cả các cạnh bằng . a Gọi
M , N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và B C
. Mặt phẳng AMN cắt cạnh
BC tại P. Thể tích khối đa diện MBP.AB N bằng 3 3 3 3 A. 3a 3a 7 3a 7 3a . B. . C. . D. . 12 24 32 96
Câu 16. Cho hình hộp ABCD.AB C D
có M , N, P lần lượt là trung điểm ba cạnh
AB , BB và D D
. Mặt phẳng MNP cắt đường thẳng AA tại I. Biết thể tích khối
tứ diện IANP là V. Thể tích khối hộp đã cho ABCD.AB C D bằng A. 2V. B. 4V. C. 6V. D. 12V.
Câu 17. Cho lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
. Trên AB kéo dài lấy điểm M sao cho 1 B M
AB . Gọi N, P lần lượt là trung điểm của AC , B B
. Mặt phẳng MNP 2
chia khối lăng trụ ABC.AB C
thành hai khối đa diện, trong đó khối đa diện chứa đỉnh V
A có thể tích V , khối đa diện chứa đỉnh C có thể tích V . Tỉ số 1 bằng 1 2 V2 A 97 . B 49 . C. 49 . D. 95 . 59 95 144 144
Câu 18. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng ,
a cạnh bên hợp với đáy góc o
60 . Gọi M là điểm đối xứng của C qua D, N là trung điểm của SC. Mặt
phẳng BMN chia khối chóp S.ABCD thành hai phần có thể tích là V , V trong đó 1 2 V
V là phần thể tích chứa đỉnh .
A Tỉ số 2 bằng 1 V1 A. 7 . B. 5. C. 12 . D. 5 . 5 7 5 12
Câu 19. Cho khối chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân đỉnh B, AB 4;
SA SB SC 12. Gọi M , N lần lượt là trung điểm AC, BC. Trên cạnh , SA SB lần lượt lấy điểm SE BF E, F sao cho 2
. Thể tích khối tứ diện MNEF bằng SA BS 3 A. 4 34 . B. 16 34 . C. 4 17 . D. 4 34 . 3 3 9 9
Câu 20. Cho hình lập phương ABCD.AB C D
có độ dài cạnh bằng 1. Gọi M , N, P, Q
lần lượt là trung điểm của AB, BC, C D
và DD . Thể tích khối tứ diện MNPQ bằng 10 A. 1 . B. 3. C. 1 . D. 1 . 8 8 12 24
Câu 21. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Gọi AM
M là một điểm trên cạnh AB sao cho
x, 0 x 1. Mặt phẳng qua M và AB
song song với SBC chia khối chóp S.ABCD thành hai phần, trong đó phần chứa điểm x
A có thể tích bằng 4 V . Giá trị của biểu thức 1 P bằng 27 1 x A. 1 . B. 1. C. 1. D. 3. 2 3 5 5
Câu 22. Cho hình chóp tứ giác S.ABCD. Mặt phẳng đi qua trọng tâm các tam giác
SAB, SAC, SAD chia khối chóp thành hai phần có thể tích là V và V V V . Tỉ số 1 2 1 2 V1 bằng V2 A. 8 . B. 8 . C. 16 . D. 16 . 19 27 75 81
Câu 23. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là trung điểm
AB, BC và điểm P là điểm đối xứng với B qua D. Mặt phẳng MNP chia tứ diện
thành hai phần có tỉ số thể tích là A. 1 . B. 7 . C. 7 . D. 11. 2 11 18 18
Câu 24. Cho tứ diện ABCD, trên các cạnh BC, BD,
AC lần lượt lấy các điểm M , N,
P sao cho BC 3BM , 3
BD BN, AC 2AP. Mặt phẳng MNP chia khối tứ 2 diện V
ABCD thành hai phần có thể tích là V và V . Tỉ số 1 có giá trị bằng 1 2 V2 A. 26 . B. 3 . C. 15 . D. 26 . 13 19 19 19
Câu 25. Cho tứ diện ABCD và các điểm M , N, P lần lượt thuộc các cạnh
BC, BD, AC sao cho BC 4BM , AC 3AP, BD 2BN. Tỉ số thể tích hai phần của
khối tứ diện ABCD được phân chia bởi mặt phẳng MNP bằng A. 7 . B. 8 . C. 7 . D. 8 . 13 13 15 15
Câu 26. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là trọng tâm của
các tam giác ABD, ABC và E là điểm đối xứng với B qua điểm D . Mặt phẳng
MNE chia khối tứ diện ABCD thành hai khối đa diện, thể tích khối đa diện chứa đỉnh A bằng 3 3 3 3 A. 3a 2 a 2 3a 2 9a 2 . B. . C. . D. . 80 96 320 320 11
Câu 27. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là điểm trên cạnh AM AN AB, AC sao cho 1 ,
2. Mặt phẳng chứa MN và song song với BM 2 CN
AD chia khối tứ diện thành hai phần. Thể tích khối đa diện chứa đỉnh A bằng 3 3 3 3 A. 4 2a 4 2a 5 2a 11 2a . B. . C. . D. . 81 108 108 342
Câu 28. Cho khối chóp S.ABC có M ,
SA N SB sao cho MA 2MS, NS 2NB.
Mặt phẳng đi qua hai điểm M, N và song song với SC chia khối chóp thành hai
khối đa diện. Tỉ số thể tích của hai khối đa diện đó bằng A. 3. B. 4 . C. 4 . D. 5 . 5 5 9 9
Câu 29. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi E là điểm đối xứng của A qua
D. Mặt phẳng qua CE và vuông góc với mặt phẳng ABD cắt cạnh AB tại điểm F.
Thể tích của khối tứ diện AECF bằng 3 3 3 3 A. 2a 2a 2a 2a . B. . C. . D. . 15 30 40 60
Câu 30. Cho hình chop S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M , N lần lượt
là trung điểm của AD,
DC. Kéo dài SD một đoạn sao cho D là trung điểm của SP.
Thiết diện tạo bởi mặt phẳng MNP chia hình chóp thành hai khối lần lượt có thể tích là V
V , V (trong đó V là thể tích của phần chứa điểm S ). Tỉ số 1 bằng 1 2 2 V2 A. 3 . B. 71 . C. 72 . D. 71 . 4 49 49 120 Phần 3. Cực trị
Câu 1. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A , SA vuông
góc với đáy, khoảng cách từ A đến mặt phẳng SBC bằng 3 . Gọi là góc giữa hai
mặt phẳng SBC và ABC, tính cos khi thể tích khối chóp S.ABC nhỏ nhất. A. 2 cos . B. 1 cos . C. 3 cos . D. 2 cos . 2 3 3 3
Câu 2. Trên đường thẳng qua A và vuông góc với mặt phẳng chứa tam giác đều
ABC cạnh bằng 2, lấy các điểm M và N không trùng với A sao cho MBC vuông
góc với NBC. Giá trị nhỏ nhất thể tích tứ diện BCMN bằng A. 2. B. 2 2. C. 2 3. D. 6.
Câu 3. Cho tam giác OAB đều cạnh a . Trên đường thẳng d qua O và vuông góc với
mặt phẳng OAB lấy điểm M sao cho OM x . Gọi E, F lần lượt là hình chiếu 12
vuông góc của A trên MB và OB . Gọi N là giao điểm của EF và d . Tìm x để thể
tích tứ diện ABMN có giá trị nhỏ nhất. A. a a a x a 2. B. 2 x . C. 3 x . D. 6 x . 2 2 12
Câu 4. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Gọi
M là trung điểm của cạnh ,
SA N là điểm nằm trên cạnh SB sao cho SN 2NB; mặt
phẳng di động qua các điểm M, N và cắt các cạnh SC, SD lần lượt tại hai điểm
phân biệt P, Q . Thể tích lớn nhất của khối chóp S.MNPQ bằng A. V V V V . B. . C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4
Câu 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Điểm MC
M di động trên cạnh SC, đặt
k. Mặt phẳng qua ,
A M và song song với MS
BD cắt SB, SD thứ tự tại N, P. Thể tích khối chóp C.APMN lớn nhất khi A. k 1. B. k 2. C. k 2. D. k 3.
Câu 6. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a cạnh bên SA y
y 0 và vuông góc với đáy ABCD. Trên cạnh AD lấy điểm M và đặt AM x
0 x a. Biết 2 2 2
x y a , thể tích lớn nhất V
của khối chóp S.ABCM bằng max 3 3 3 3 A. a 3 3a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 3 8 24
Câu 7. Từ hình vuông có cạnh bằng 6 người ta cắt bỏ
các tam giác vuông cân tạo thành hình tô đậm như hình
vẽ. Sau đó người ta gập thành hình hộp chữ nhật không
nắp. Thể tích lớn nhất của khối hộp bằng A. 8 2. B. 9 2. C. 10 2. D. 11 2.
Câu 8. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành với AD 4a . Các
cạnh bên của hình chóp bằng nhau và bằng a 6 . Thể tích lớn nhất của khối chóp đã cho bằng 3 A. 8a 4 6 . B. 3 a . C. 3 8a . D. 3 4 6 a . 3 3
Câu 9. Cho tam giác ABC vuông tại A có AB 3 , a AC .
a Gọi Q là mặt phẳng
chứa BC và vuông góc với mặt phẳng ABC. Điểm D di động trên Q sao cho tam
giác DBC nhọn và hai mặt phẳng DAB và DAC lần lượt hợp với mặt phẳng
ABC hai góc phụ nhau. Thể tích lớn nhất của khối chóp D.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3 3a 3a 2 3a . B. . C. . D. . 4 8 10 13 13
Câu 10. Cho lăng trụ đứng ABC.AB C
có đáy là tam giác đều. Tam giác ABC có
diện tích bằng 3 và nằm trong mặt phẳng tạo với đáy một góc nhọn bằng . Thể
tích khối lăng trụ ABC.AB C
đạt giá trị lớn nhất khi bằng A. 1 arctan . B. 1 arctan .
C. arctan 2.
D. arctan 6. 2 6
Câu 11. Trong tất cả các hình chóp tứ giác đều có d 3 là khoảng cách giữa hai
đường thẳng chéo nhau gồm một đường thẳng chứa một đường chéo của đáy và đường
thẳng còn lại chứa một cạnh bên hình chóp. Thể tích nhỏ nhất của khối chóp bằng A. 3. B. 9. C. 9 3. D. 27.
Câu 12. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ
nhật. Một mặt phẳng không qua S và song song với đáy cắt các cạnh bên ,
SA SB, SC, SD lần lượt tại M , N, P, Q.
Gọi M , N , P , Q lần lượt là hình chiếu của M , N, P, Q
trên mặt phẳng đáy. Khi thể tích khối đa diện MNPQ.M N P Q
đạt giá trị lớn nhất, tỉ số SM bằng SA A. 1 . B. 1. C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4
Câu 13. Cho hình chóp S.ABC có SA x 0 x 3, tất cả các cạnh còn lại đều
bằng 1. Thể tích lớn nhất của khối chóp đã cho bằng A. 1 . B. 1 . C. 1 . D. 1 . 4 8 12 16
Câu 14. Cho hình chóp
S.ABC có SA x, BC
y, AB AC SB SC 1. Thể tích
khối chóp S.ABC lớn nhất khi tổng x y bằng A. 2 . B. 4 . C. 3. D. 4 3. 3 3
Câu 15. Cho hình vuông ABCD cạnh ,
a trên đường thẳng vuông góc với ABCD tại
A ta lấy điểm S di động. Hình chiếu vuông góc của A lên SB, SD lần lượt là H , K.
Thể tích lớn nhất của tứ diện ACHK bằng 3 3 3 3 A. a a 2 a 3 a 6 . B. . C. . D. . 6 12 16 32
Câu 16. Trong mặt phẳng P cho đường tròn T đường kính AB 2r, C là một
điểm di dộng trên đường tròn T . Trên đường thẳng d vuông góc với P tại A lấy
điểm S sao cho SA r. Gọi H, K lần lượt là hình chiếu vuông góc của A lên SC và
SB. Khi C chạy trên đường tròn, thể tích lớn nhất của tứ diện S.AHK bằng 3 3 3 3 A. r r 5 r 5 r 5 . B. . C. . D. . 3 3 25 75 14
Câu 17. Cho khối chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại B. Khoảng cách từ A
đến mặt phẳng SBC bằng a 2, 0
SAB SCB 90 . Xác định độ dài cạnh AB để khối
chóp S.ABC có thể tích nhỏ nhất. A. a 10 AB
. B. AB a 3. C. AB 2 . a
D. AB 3a 5. 2
Câu 18. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2 .
a Tam giác SAB
vuông tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi là góc tạo bởi đường
thẳng SD và mặt phẳng SBC với 30. Giá trị lớn nhất của thể tích khối chóp
S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. 4a 4a 2 8a 2 8a 3 . B. . C. . D. . 3 3 9 9
Câu 19. Cho khối chóp S.ABC có SA SB SC , a ASB 60 , BSC 90 , CSA 120. Gọi CN AM
M , N lần lượt là các điểm trên cạnh AB và SC sao cho . Khi khoảng CS AB
cách giữa M và N nhỏ nhất thì thể tích của khối chóp S.AMN bằng 3 3 3 3 A. 2a 5 2a 5 2a 2a . B. . C. . D. . 72 72 432 432
Câu 20. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a SA a 2 và
vuông góc với mặt đáy ABCD. Gọi M là điểm di động trên cạnh CD và H là hình
chiếu vuông góc của S lên đường thẳng BM. Khi điểm M di động trên cạnh CD, thể
tích khối chóp S.ABH có giá trị lớn nhất bằng 3 3 3 3 A. a 2 a 2 a 2 a 2 . B. . C. . D. . 6 8 12 15
Câu 21. Cho tứ diện ABCD. Hai điểm M , N lần lượt di động trên hai đoạn thẳng BC BD
BC, BD ( M , N không trùng B ) sao cho 2 3
10. Gọi V , V lần lượt là thể BM BN 1 2
tích của các khối tứ diện V
ABMN và ABCD. Giá trị nhỏ nhất của 1 bằng V2 A. 25. B. 3. C. 3 . D. 6 . 3 8 25 25
Câu 22. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Hai điểm M , N
lần lượt trên các đoạn thẳng AB AD
AB, AD ( M , N không trùng A ) sao cho 2 4. AM AN
Kí hiệu V , V lần lượt là thể tích của các khối chóp S.ABCD và S.MBCDN. Giá trị lớn 1
nhất của tỉ số V1 bằng V A. 2 . B. 3 . C. 1 . D. 17 . 3 4 6 14 15
Câu 23. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng 1. Gọi M, N là hai điểm thay đổi lần
lượt thuộc cạnh BC, BD sao cho AMN luôn vuông góc với BCD. Tổng giá trị lớn
nhất và giá trị nhỏ nhất của thể tích khối tứ diện ABMN bằng A. 2 . B. 17 2 . C. 17 2 . D. 17 2 . 12 72 144 216
Câu 24. Cho tứ diện OABC có O , A OB,
OC đôi một vuông góc và OA OB 2,
OC 1. Hai điểm M , N lần lượt di động trên hai cạnh AC, BC sao cho OMN
vuông góc với ABC. Thể tích khối đa diện ABOMN có giá trị lớn nhất bằng A. 1 . B. 1 . C. 2 . D. 1 . 4 9 9 12
Câu 25. Cho hình chóp S.ABC có SA 1, SB 2, SC 3. Gọi G là trọng tâm tam giác
ABC. Mặt phẳng đi qua trung điểm I của SG cắt các cạnh ,
SA SB, SC lần lượt tại 1 1 1
M , N, P. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức T bằng 2 2 2 SM SN SP A. 2 . B. 3. C. 18 . D. 6. 7 7 7 16 THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN
Phần 1. Thể tích khối đa diện
Phần 2. Tỷ số thể tích Phần 3. Cực trị 1
Phần 1. Thể tích khối đa diện
Câu 1. Cho khối tứ diện ABCD có thể tích V. Gọi V là thể tích của khối tám mặt có
các đỉnh là trung điểm các cạnh của khối tứ diện ABCD. Tỉ số V bằng V A. 1 . B. 1 . C. 3 . D. 1 . 2 4 4 8
Lời giải. Ta có V AM AN AP 1 A.MNP . . . V AB AC AD 8 Suy ra V V . A.MNP 8 Tương tự, ta có V V V V . B.MSQ C .NQR D.PSR 8 Từ đó suy ra V V V nên 1 . Chọn A. 2 V 2
Câu 2. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng 1, góc giữa cạnh bên và
mặt đáy bằng 60. Gọi A , B , C lần lượt là các điểm đối xứng của ,
A B, C qua S.
Thể tích của khối bát diện ABC.AB C bằng A. 3 . B. 2 3 . C. 4 3 . D. 2 3. 2 3 3
Lời giải. Dễ dàng tính được 3 V . S.ABC 12
Thể tích khối bát diện 2 3 V 2V 2.4 V 8V . B.ACA C B.ACS S.ABC 3 Chọn B.
Câu 3. Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD, có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng ,
a tâm O; cạnh bên bằng a 3. Gọi M
là trung điểm của CD, H là điểm đối xứng của O qua SM.
Thể tích khối đa diện ABCDSH bằng 3 3 3 3 A. a 10 a 10 a 10 5a 10 . B. . C. . D. . 12 18 24 24
Lời giải. Khối đa diện ABCDSH được chia thành hai khối chóp S.ABCD và H.SCD. 3 1 1 a 10 2 2 V SO.S
SB OB .S . S.ABCD 3 ABCD 3 ABCD 6
Vì H là điểm đối xứng của O qua SM nên d O
,SCD d H,SCD 3 1 a 10 V V V . HSCD OSCD S. 4 ABCD 24 2 3
Vậy thể tích khối đa diện cần tính bằng 5a 10 V V . Chọn D. S.ABCD H .SCD 24
Câu 4. Cho hình đa diện như hình vẽ, trong đó
ABCD.AB C D
là hình hộp chữ nhật với
AB AD 2 , a AA ,
a S.ABCD là hình chóp
có các cạnh bên bằng nhau và bằng a 3. Thể
tích của khối tứ diện SABD có thể tích bằng 3 A. a 2 3 2a . B. . 2 3 3 C. 2a a 2 . D. . 3 6
Lời giải. Gọi O AC BD, I SA AC. Ta thấy V V V S.A BD S.DBI A.DBI
Tính được DB 2 2a
OB 2a và 2 2
SO SB OB a A . A Suy ra V V V 2 V . S.A BD S.DBI A .DBI S.DBI Ta có 1 2 S S a . DBI 4 ABCD 3 Vậy 1 2 2 2 a V 2 V 2. S .SO a .a . S.A BD S.DBI 3 DBI 3 3 Chọn C.
Câu 5. Cho khối lăng trụ ABC.AB C
có thể tích là V. Hai mặt phẳng ACB và
BAC chia khối lăng trụ đã cho thành bốn phần. Phần lớn nhất có thể tích bằng A. 1V. B. 2V. C. 3V. D. 5 V. 2 5 5 12
Lời giải. Gọi I AB AB , J B C BC . Ta tính được 1 1 1 V V ; V V V . B BAC 3 BJIB 4 B BAC 12 Suy ra 1 1 1 V V V V V . ABCJI A B C JI 3 12 4 Vậy 1 1 5 V Chọn D. V V V V . ACC A JI 3 4 12
Câu 6. Cho hình lăng trụ đứng ABC.AB C
có đáy ABC là tam giác đều cạnh , a AA .
a Gọi E là trung điểm cạnh AC, mặt phẳng AB E
cắt BC tại F. Thể
tích khối đa diện CAB F E bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 4 8 15 16 3
Lời giải. Dễ dàng xác định được F là trung điểm của BC.
Kéo dài AE cắt CC tại I. Khi đó C I 2 . a 3 Ta có a 3 V Chọn D. V V V . CA B FE I .A B C I .EFC
C .AB C 16
Câu 7. Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có tất cả các cạnh bằng . a Gọi
M , N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và B C
. Mặt phẳng AMN cắt cạnh
BC tại P. Thể tích khối đa diện MBP.AB N bằng 3 3 3 3 A. a 3 7a 3 7a 3 7a 3 . B. . C. . D. . 32 32 48 96
Lời giải. Chia khối đa diện MBP.AB N
thành 2 phần gồm: chóp tam giác M.AB N
và chóp tứ giác M.BB NP (như hình vẽ). Ta có 1 V V V AA .S MP.S . M .A B N M .BB NP A B N BB NP 3 Trong đó 2 2 2 1 a 3 a 3 a 1 a 3a S S , MP , S . . a . A B N 2 ABC 8 4 BB NP 2 2 4 8 3 3 Vậy a 3 3 3 7a 3 V . Chọn D. 3 8 32 96
Câu 8. Cho hình lăng trụ ABC.AB C có thể tích 3
96 cm . Gọi G là trọng tâm của
tam giác AB C
và H là trung điểm của BC. Thể tích khối tứ diện B GA H bằng A. 3 12 cm . B. 3 16 cm . C. 3 18 cm . D. 3 24 cm .
Lời giải. Gọi H là trung điểm của của B C
H , G, A thẳng hàng. Ta có 1 V . V . B .ABH AB H . 3 ABH Suy ra 2 1 3 V V . V 32 cm . B .AHH A ABH .A B H ABC . 3 3 AB C Do 1 1 3 S S Chọn B. V V 16 cm . GAH AHH A B .GAH B . 2 2 AHH A
Câu 9. Cho lăng trụ tam giác ABC.AB C
có thể tích bằng V. Gọi M , N, P lần lượt
là trung điểm của các cạnh AB , BC, CC . Mặt phẳng MNP chia khối lăng trụ
thành hai phần, phần chứa điểm V
B có thể tích là V . Tỉ số 1 bằng 1 V A. 1. B. 25. C. 49 . D. 73 . 3 72 144 216 4
Lời giải. Kéo dài NP cắt BB , B C lần lượt tại , R Q.
Gọi K AB ,
MR J AC MQ. Vì PNC PQ
C g c g 1 C Q
CN BC. 2
Gọi h và S lần lượt là chiều cao và diện tích đáy lăng trụ. Ta có 3 1 3 1 3h 3 3V S . S S V . . S . MB Q R. 2 2 4 MB Q 3 2 4 8 1 1 1 1 h 1 V S . S S V . . S . KBN R. 2 6 12 KBN 3 2 12 72 1 1 1 1 h 1 V S . S S V . . S . JQC P.JC ' 4 2 8 Q 3 2 8 48 Suy ra 49 V V Chọn C. V V V . 1 R.MB Q R.KBN P.C JQ 144
Câu 10. Cho hình lăng trụ ABC.AB C
có thể tích bằng V. Gọi M , N, P lần lượt là
trung điểm của các cạnh AB, AC , BB . Thể tích của khối tứ diện CMNP bằng A. V V V V . B. . C. 5 . D. 7 . 3 4 24 24
Lời giải. Gọi E là trung điểm của AC. Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC, gọi I
là giao điểm của NP và EB.
Dễ dàng chứng minh được 5 IG GB. 2 Suy ra 5 5 5 5 S S S V V V . IM C M BC AB C N .IMC N . 2 4 4 ABC 12 Ta có V NP 1 1 5V N .MCP V .V . Chọn C. N .MCP N . V NI 2 2 MCI 24 N .MCI
Câu 11. Cho tứ diện ABCD có AB CD 5, AC BD 34, AD BC 41. Thể
tích của tứ diện ABCD bằng A. 10. B. 20. C. 30. D. 40.
Lời giải. Cho tứ diện ABCD gần đều có AB CD ,
a AC BD b, AD BC c. Khi đó 2 V
a b c
b c a
a c b ABCD
2 2 2 2 2 2 2 2 2. 12 Áp dụng: 2 V Chọn B. ABCD 25 34 41 34 41 25 25 41 34 20. 12
Cách 2. Đặt a AB CD 5, b AC BD 34, c AD BC 41. 5
Dựng tứ diện AMNP với B, C, D là trung điểm của MN, MP, NP. Ta có MN MP NP AB , AC , AD 2 2 2
các tam giác AMN, ANP, AMP đều vuông tại đỉnh A
AM , AN, AP đôi một vuông góc. 2 AM 2 4 2 2 2 2 2 2
a b c AM AN a Khi đó 2 2 2 2
AN AP 4c AN 2 2 2 2
b c a 2 2 2 2 AM AP 4b AM 2 2 2 2
c a b 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Vậy
1 a b c b c a a c b V . . 20. ABCD 3 3 3 2
Câu 12. Cho hình hộp ABCD.AB C D có thể tích 3
120 cm . Gọi M , N lần lượt là
trung điểm AB và AD. Thể tích khối tứ diện MNAC bằng: A. 3 15 cm . B. 3 20 cm . C. 3 24 cm . D. 3 30 cm . Lời giải. Gọi ,
h S, V lần lượt là chiều cao, diện tích đáy, thể
tích của hình hộp ABCD.AB C D
. Khi đó V . h S. Ta có 1 S AC BD AC BD 1 . .sin , V .
h AC.BD.sinAC,BD. 2 2
Vì M , N là trung điểm của AB, AD nên ta có MN BD MN AC BD AC , , . Lại có 1
d MN, AC h V
MN.A C .d MN A C MN A C MNA C , .sin , . 6 Vậy 1 1 V . Chọn B. BD.AC. . h sin MN AC V MNA C , 1 3 20 cm . 6 2 6
Câu 13. Cho tứ diện ABCD có 2 2 S 4 cm , S
6 cm , AB 3cm. Góc giữa hai A BC A BD
mặt phẳng ABC và ABD bằng 60. Thể tích của khối tứ diện đã cho bằng A. 2 3 4 3 8 3 3 2 3 cm . B. 3 cm . C. 3 cm . D. 3 cm . 3 3 3
Lời giải. Cho tứ diện ABCD, biết diện tích hai mặt bên là S và S ; Độ dài giao 1 2 tuyến của hai mặt là
2.S .S .sin
; Góc giữa hai mặt bên là . Khi đó 1 2 V . S.ABC 3 Áp dụng: 2.4.6 sin 60 8 3 3 V cm . Chọn D. S.ABC 3.3 3
Cách 2. Kẻ CK AB K AB. Ta có 1 8 S AB.CK CK cm. A BC 2 3 6
Gọi H là chân đường cao của hình chóp hạ từ đỉnh C.
Xét tam giác vuông CHK, ta có 4 3
CH CK.sinCKH . 3
Vậy thể tích khối tứ diện 1 8 3 3 V S .CH cm . Chọn D. 3 A BD 3
Câu 14. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành và có thể tích V.
Gọi E là điểm trên cạnh SC sao cho EC 2ES. Gọi là mặt phẳng chứa đường
thẳng AE và song song với đường thẳng BD, cắt hai cạnh SB, SD lần lượt tại hai
điểm M, N. Thể tích khối chóp S.AMEN bằng A. V V V V . B. . C. . D. . 6 9 12 27
Lời giải. Kẻ OF song song IE, suy ra SI SE 1 SM SN 1 . SO SF 2 SB SD 2 SA SC a 1, 3 c Khi đó SA SE . SB SD b 2, d 2 SM SN V S.MNPQ
a b c d
Áp dụng công thức tính nhanh V 1 V 4abcd
ta được S.AMEN . Chọn A. S.ABCD V 6 a
c b d S.ABCD
Câu 15. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi, SA vuông góc với đáy. Mặt
phẳng P qua A vuông góc với SC cắt các cạnh SB, SC, SD lần lượt tại G, F, E. Biết rằng SF
P chia khối chóp thành hai phần có thể tích bằng nhau. Tính k . SC A. 13 1 k . B. 13 1 k . C. 17 1 k . D. 17 1 k . 4 6 4 8
Lời giải. Đặt SB SD SC x ,
y x, y 0. SG SE SF
Áp dụng công thức tính nhanh V 1 y 2x S.AEFG 2 V 4 yx S.ABCD
x x y1 1 2 y 2 2 y 17 1 0 y . 2 yy 2 1 yy 1 2 Từ đó ta tính được SF 1 17 1 k . Chọn D. SC y 8 7
Câu 16. Cho khối lăng trụ ABC.AB C
. Gọi M , N lần lượt là trung điểm của hai
cạnh AA và BB . Mặt phẳng C MN
chia khối lăng trụ đã cho thành hai phần. Gọi V
V là thể tích khối C M NB A
và V là thể tích khối ABC.MNC . Khi đó tỷ số 1 bằng 1 2 V2 A. 1 . B. 1. C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4
Lời giải. Ta có C C A M B N 1 0; . C C AA B B 2
Áp dụng công thức giải nhanh: V 1 1 1 1 C MNB A 0 . V 3 2 2 3 CAB.C A B Suy ra V 1 1 . Chọn A. V 2 2
Câu 17. Cho hình lăng trụ tam giác ABC.AB C
có thể tích là V và có độ dài cạnh
bên AA 6. Trên cạnh A , A B B , C C
lần lượt lấy các điểm A , B , C sao cho 1 1 1
A A 2, B B x, C C y với x, y là các số thực dương thỏa mãn xy 12. Biết rằng 1 1 1
thể tích của khối đa diện ABC.A B C bằng 1V. Giá trị của x y bằng 1 1 1 2 A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Lời giải. Ta có AA 1 BB x CC y 1 1 1 , , . AA 3 BB 6 CC 6
Áp dụng công thức giải nhanh: V 1 1 x y 1
ABC .A B C . V 3 3 6 6 2 ABC . 1 A 1 B 1 C
Suy ra x y 7. Kết hợp với giải thiết xy 12 ta được
x 3; y 4
x y 1. Chọn A.
x 4; y 3
Câu 18. Cho hình lập phương ABCD.AB C D
có các cạnh bằng , a một mặt phẳng a a
cắt các cạnh AA , BB , CC , DD lần lượt tại M , N, P, Q. Biết 2 AM , CP . 3 5
Thể tích khối đa diện ABCD.MNPQ bằng 3 3 3 3 A. a 2a 11a 11a . B. . C. . D. . 3 3 15 30
Lời giải. Thể tích hình lập phương ABCD.AB C D là 3 V a . ABCD.A B C D AM 1 CP 2 a , c Ta có AA 3 CC 5 . BN DQ b , d BB DD 8 V
MNPQ.AD C B 1
a b c d
Áp dụng công thức giải nhanh: V 4
ABCD.AD C B
ac bd V 3
Suy ra MNPQ.AD C B 1 11 11a
a c 11 V . Chọn D. V V 2 30 MNPQ.A D C B ABCD. 30 AD C B 30
ABCD.AD C B
Câu 19. Cho hình chóp đều S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh .
a Gọi E, F
lần lượt là trung điểm của các cạnh SB, SC. Biết mặt phẳng AEF vuông góc với
mặt phẳng SBC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 5 a 3 a 5 a 15 . B. . C. . D. . 8 24 24 27
Lời giải. Gọi M là trung điểm BC, O là trọng tâm tam giác ABC. S N EF
Suy ra SO ABC. Gọi N SM EF nên 0
90 AEF ,SBC . SNA AN EF
Xét tam giác SAM , có AN là đường trung tuyến và
cũng là đường cao nên tam giác SAM cân tại A a 3 SA AM . 2 Tam giác vuông a 5 SAO, có 2 2
SO SA AO . 2 3 3 Vậy 1 a 5 V S .SO . Chọn C. S.ABC 3 A BC 24
Câu 20. Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh bên bằng .
a Gọi E, F lần lượt là trung
điểm của các cạnh SB, SC. Biết mặt phẳng AEF vuông góc với mặt phẳng SBC.
Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 5 a 3 a 5 a 15 . B. . C. . D. . 8 24 24 27
Lời giải. Tương tự như bài trên, ta có AM SA . a 2 2a a
AB BC CA S A BC 3 Suy ra 3 3 a 15 nên V . Chọn D. 2a S.ABC a 5 27 AO SO 3 3
Câu 21. Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh . a Gọi M là trung điểm .
SA Biết mặt phẳng MCD vuông góc với mặt phẳng SAB. Thể tích của
khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a a 5 a 3 a 5 . B. . C. . D. . 3 2 6 6
Lời giải. Gọi N MCDSB, suy ra N là trung điểm SB. 9
Gọi P, Q, R lần lượt là trung điểm MN, CD, AB SP MN nên 0
90 MCD,SAB QPS. Q P MN Xét tam giác SQ ,
R có QP là đường trung tuyến và
cũng là đường cao nên tam giác SQR cân tại Q
SQ QR . a Tam giác vuông a 3 SQO, có 2 2
SO SQ QO . 2 3 Vậy 1 a 3 2 V S .SO . Chọn C. S.ABCD 3 ABCD 6
Câu 22. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, BC . a Cạnh
bên SA vuông góc với đáy, góc 0
BSC 45 , mặt phẳng SAC tạo với mặt phẳng SBC một góc 0
60 . Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 6 a 2 a 3 a 6 . B. . C. . D. . 15 18 24 30
Lời giải. Gọi H là hình chiếu vuông góc của B trên mặt phẳng SAC. Suy ra
H AC và BH AC. Gọi E là hình chiếu vuông góc của H trên SC. Suy ra BE SC và 0
60 SAC ,SBC HEB.
Tam giác SBC vuông cân tại B suy ra E là trung điểm SC. Ta có a
SC BC 2 a 2, suy ra 1 2 BE SC . 2 2 Tam giác a BHE có 6
BH BE sin HEB . 4 Từ đó tính được a 15 2a 10 a 10 AB , AC , SA . 5 5 5 3 Vậy 1 a 6 V S .SA . Chọn D. S.ABC 3 A BC 30
Câu 23. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a mặt bên SAB là
tam giác đều, mặt bên SCD là tam giác vuông cân tại S. Gọi M là điểm thuộc đường
thẳng CD sao cho BM vuông góc với .
SA Thể tích của khối chóp S.BDM bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 16 24 32 48
Lời giải. Gọi E, F lần lượt là trung điểm của AB, CD
EF là trung trực của AB. 10
Kẻ SH ABCD H ABCD, mà SA SB a HA HB nên H EF
Suy ra HC HD SD SC SDC vuông cân tại S. Trong tam giác a CD a SEF có 3 SE
; EF a; SF . 2 2 2 Nhận thấy 2 2 2
SE SF EF SE
F vuông cân tại S 2 SE 3a a a 3 EH ; FH ; SH . EF 4 4 4 Kéo dài 3a
AH cắt BC tại K
BK 2EH . 2
Từ giả thiết BM ,
SA suy ra BM AK.
Từ đó ta chứng minh được 3a a ABK BCM g c
g CM BK DM . 2 2 3 Vậy 1 1 1 a 3 V S
.SH BC.DM SH . Chọn D. S.BDM 3 BDM 3 2 48
Câu 24. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a và hai tam giác
SAC và SBD là những tam giác đều. Gọi A', C ' lần lượt là trung điểm của SA và
SC. Thể tích khối tứ diện A' BC ' D bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 6 a 6 . B. . C. . D. . 16 24 24 32
Lời giải. Gọi H là tâm hình vuông ABCD. SA
SB SC SD
Từ giải thiết suy ra . SH ABCD
Suy ra S.ABCD là hình chóp đều nên V 2V .
A ' BC ' D B.HA 'C '
Ta có BH SAC BH HA'C '. 3 Do đó 1 2 1 a 6 V 2. S .BH S .BH . Chọn C.
A ' BC ' D HA 'C ' 3 3 4 S AC 24
Câu 25. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh .
a Cạnh bên SA
vuông góc với đáy, SC a 3. Gọi M , N, P, Q lượt là trung điểm của SB, SD, CD,
BC. Thể tích của khối chóp . A MNPQ bằng 3 3 3 3 A. a a a a . B. . C. . D. . 3 4 8 12 11 MN PQ Lời giải. Gọi
I AC PQ. Ta có MN PQ
NP PQ
MNPQ là hình chữ nhật nên V 2V . A.MNPQ M .APQ
Ta có d M APQ 1 , , SA mà 2 1 2 2 a
SA SC AC a
d M ,APQ .SA . 2 2 2 3 Tính được 1 1 3 1 3a a S
AI.PQ . .AC. .BD . Từ đó suy ra V . A PQ 2 2 4 2 8 M .APQ 16 3 Vậy a V 2V . Chọn C. A.MNPQ M .APQ 8
Câu 26. Cho lăng trụ ABC.AB C
có đáy ABC là tam giác vuông tại A và góc 0
ABC 30 . Gọi M là trung điểm của AB, tam giác MAC đều cạnh a và nằm trong
mặt phẳng vuông góc với đáy ABC. Thể tích khối lăng trụ đã cho bằng 3 3 3 3 A. a 2a 3a 5a . B. . C. . D. . 7 7 7 7 Lời giải. Gọi a
H là trung điểm CM. Suy ra 3 AH và 2
AH ABC .
Đặt AC x, suy ra BC 2x và AB x 3. Pitago trong a CA M tìm được 2 x . 7 3 Vậy 1 3a V S
.AH AB.AC.AH . Chọn C.
ABC .A ' B 'C ' A BC 2 7
Câu 27. Cho hình lăng trụ đều ABC.AB C
. Biết khoảng cách từ điểm C đến mặt
phẳng ABC bằng a, góc giữa hai mặt phẳng ABC và BCC B
bằng với 1
cos . Thể tích khối lăng trụ ABC.AB C bằng 3 3 3 3 3 A. 3a 15 9a 15 3a 15 9a 15 . B. . C. . D. . 10 10 20 20
Lời giải. Gọi M là trung điểm của AB, H là hình chiếu của C lên C M .
Suy ra CH ABC và CH . a
Gọi N là hình chiếu của C lên BC , khi đó
BC CHN BC NH
ABC BCC , CNH . 12 Đặt x 3
AB AC BC x CM . 2 Trong tam giác vuông CH a CHN có 3 2 CN . sin 4
Trong hai tam giác vuông C CB và C CM lần lượt có 1 1 1 1 1 1 ; . 2 2 2 2 2 2 C C CN BC C C CH CM 1 1 1 1 8 1 1 4 3a
x a 3 CM . 2 2 2 2 2 2 2 2 CN BC CH CM 9a x a 3x 2 2 Từ đó ta tính được 3a 5 3a 3 CC và S . 5 ABC 4 3 Vậy 9a 15 V Chọn D. CC .S . ABC .A B C ABC 20
Câu 28. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang cân với AD 2AB
2BC 2CD 2 .
a Cạnh bên SA vuông góc với đáy. Gọi M , N lần lượt là trung 3 điểm của a 3
SB và CD. Biết thể tích khối chóp S.ABCD bằng . Cosin góc giữa 4
MN và SAC bằng A. 5 . B. 3 5 . C. 310 . D. 3 310 . 10 10 20 20 3 Lời giải. Ta có 1 AD BC 1 3a a 3 a 3 V . SA .d AD, BC . SA . SA . a S.ABCD 3 2 3 2 2 4
Gọi P là trung điểm AB, khi đó MP ABCD.
Gọi K NP AC.
Dựng HK ABCD với H MN. Khi đó H SAC.
Ta có AC a 3, CD , a
AD 2a suy ra NC AC. Khi đó
MN SAC HC cos , cos NHC NH 2 2 3 HK KC 310 . Chọn C. 2MN 20
Câu 29. Cho khối chóp S.ABC có SA 6, SB 2, SC 4, AB 2 10 và SBC ASC 0
90 . Thể tích khối chóp S.ABC bằng A. 4 3. B. 6 3. C. 8 3. D. 12 3.
Lời giải. Pitago trong tam giác SBC ta được BC 2 3;
trong tam giác SAC ta được AC 2 13. Kiểm tra thấy 2 2 2
AB BC AC tam giác ABC vuông tại B. BC SB Ta có
BC SAB ABC SAB. BC AB 13
Do đó nếu gọi H là chân đường cao hạ từ S trong tam giác SAB thì ta có . SA SB 6 1
SH ABC và SH . Vậy V S
.SH. 4 3. Chọn A. 2 2 S.ABC A BC SA SB 10 3
Câu 30. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 1, AD 10;
SA SB, SC SD. Biết hai mặt phẳng SAB và SCD cùng vuông góc với nhau và
tổng diện tích hai tam giác SAB và SCD bằng 2. Thể tích khối chóp S.ABCD bằng A. 1 . B. 1. C. 3 . D. 2. 2 2
Lời giải. Gọi H là hình chiếu vuông góc của S trên
mặt đáy ABCD. Do SA SB suy ra H thuộc đường
trung trực của AB; tương tự H thuộc đường trung
trực của CD. Suy ra H MN (như hình vẽ).
SABSCD Sx Ta có gia thiet 0
MSN 90 . SM
Sx; SN Sx 2 2 2 SM
x y MN 10 x 2 2 2 2 Đặt x y 10 x y 10 , ta có hệ . SN y 1 1
x.AB .yCD 2 x y 4 xy 3 2 2 Khi đó xy 3 1 SH . Vậy V S
.SH 1. Chọn B. 2 2 S.ABCD ABCD x y 10 3
Câu 31. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân đỉnh ,
A BC 2a,
SB SC, SA 2a và SA tạo với đáy một góc 60. Biết H là hình chiếu vuông góc của
đỉnh S trên mặt đáy ABC thuộc tam giác ABC. Thể tích khối chóp S.AHC bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 6 9 12
Lời giải. Ta có SB SC suy ra H thuộc trung trực của đoạn BC. Tam giác ABC
vuông cân tại A nên H nằm trên đường thẳng đi qua hai điểm A và M ( M là trung điểm BC nên 1
AM BC a ). Hình chiếu vuông góc của SA trên mặt phẳng 2
ABC là HA nên 0 60 , SA ABC , SA HA SAH.
Xét tam giác vuông SAH, ta có AH .
SA cosSAH a AM . Do đó H M. Trong tam giác vuông cân BC
ABC có AB AC a 2. 2
Trong tam giác vuông SHA có SH .
SA sin SAH a 3. 2 Ta có 1 1 1 a S S
AB.AC . AH C 2 AB C 2 2 2 3 Vậy 1 a 3 V S .SH . Chọn B. S.AHC 3 A HC 6 14
Câu 32. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm O, AB , a
BC a 3; tam giác SOA cân tại S và mặt phẳng SAD vuông góc vói
mặt đáy ABCD. Biết góc giữa SD và mặt phẳng ABCD bằng 0 60 . Thể tích khối
chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 2a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 3 6 9
Lời giải. Tam giác SOA cân tại S nên SO SA suy ra
H thuộc trung trực đoạn O ;
A mặt phẳng SAD vuông
góc với mặt đáy ABCD nên H thuộc giao tuyến AD .
Từ đó suy ra H là giao điểm của trung trực đoạn OA với cạnh AD. Ta có 2 2
AC BD AB BC 2a .
Suy ra AO BO AB a nên tam giác ABO đều cạnh a, suy ra 0 ABI 30 .
Gọi I là trung điểm của AO, suy ra đường trung trực đoạn OA đi qua hai điểm I, B .
Suy ra H BI AD. Khi đó 0
60 SD,ABCD
SD, HD SDH. Tính được a 2a AH , suy ra
HD AD AH
SH HD.tan SDH 2 . a 3 3 3 Vậy 1 2a 3 V S .SH . Chọn B. S.ABCD 3 ABCD 3
Câu 33. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh . a Các mặt bên
SAB, SAC lần lượt tạo với đáy các góc là 0 0
60 , 30 . Hình chiếu vuông góc của S
trên mặt phẳng ABC nằm trên cạnh BC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 4 12 32 64
Lời giải. Kẻ HE AB E AB, HF AC F AC (tham khảo hình vẽ). SE H 60
HE SH.cot 60 Từ hình vẽ, suy ra .
HF SH.cot 30 S FH 30 2 Ta có 1 1 a 3 S S S
AB.HE AC.HF AB H AC H AB C 2 2 4 2 1 a SH a 3 3a . . . cot 60 cot 30 SH . 2 4 8 3 Vậy 1 a 3 V .SH.S . Chọn C. S.ABC 3 A BC 32
Câu 34. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác với AB AC 5 ,
a BC 6a
và các mặt bên cùng tạo với đáy các góc 60. Hình chiếu vuông góc của S trên mặt
phẳng ABC nằm bên trong tam giác ABC. Thể tích khối chóp S.ABC bằng 15 3 A. 2a . B. 3 a 3. C. 3 6a 3. D. 3 8a . 3
Lời giải. Kẻ HE AB E AB, HF AC F AC, HI BC I BC. Từ hình vẽ, suy ra
SEH SFH SIH 60
HI HE HF SH.cot 60. Ta có S S S S A BH A CH BC H A BC 1 1 1 2
AB.HE AC.HF BC.HI 12a 2 2 2 1 3a 3 2 .16 .
a SH.cot 60 12a SH . 2 2 Vậy 1 3 V S
.SH 6a 3. Chọn C. S.ABC 3 A BC
Câu 35. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB , a AD 2 . a
Hình chiếu vuông góc của S xuống mặt phẳng ABCD thuộc đoạn BD. Hai mặt
phẳng SBC và SCD lần lượt hợp với đáy các góc 0 60 và 0 30 . Thể tích khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 4a 3 a 3 4a 3 . B. . C. . D. . 5 5 15 15
Lời giải. Ta có S S S B CD B HC C HD 1 1 2a 3 2 0 0
a BC.SH cot 60 CD.SH cot 30 SH . 2 2 5 3 Khi đó 1 4a 3 V S .SH . Chọn D. S.ABCD 3 ABCD 15
Câu 36. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và 0 BAD 60 .
Các mặt phẳng SAB, SBD và SAD cùng hợp với đáy ABCD một góc 60. Biết
hình chiếu vuông góc của S trên mặt đáy nằm ngoài tam giác ABD. Thể tích của
khối chóp S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. a 3 a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 2 4 6 12
Lời giải. Từ giả thiết suy ra chân đường cao của hình chóp
S.ABCD là tâm đường tròn bàng tiếp tam giác đều ABD.
Do ba đường tròn bàng tiếp của tam giác đều ABD có bán
kính bằng nhau nên chỉ cần xét một trường hợp H là tâm
đường tròn bàng tiếp ứng với đỉnh . A
Dễ thấy C là tâm đường tròn bàng tiếp cần tìm và bán kính bằng a 3 3a CO
SC CO.tan 60 . 2 2 16 3 Vậy 1 a 3 V .S .SC . Chọn B. S.ABCD 3 ABCD 4
Câu 37. Cho lăng trụ ABCD.AB C D
có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 3,
AD 7, cạnh bên bằng 1. Hai mặt bên ABB A và ADD A
lần lượt tạo với đáy những góc bằng 0 45 và 0
60 . Thể tích khối lăng trụ đã cho bằng A. 3. B. 3 3. C. 7. D. 7 7.
Lời giải. Gọi H là hình chiếu vuông góc của A
xuống mặt đáy ABCD.
Đặt AH . h Ta có 0 0
MH h cot 45 ; NH h cot 60 và 2 2 2
AH AA h 1h . Từ 3 2 2 2
MH NH AH h . 7 Suy ra V Chọn A. S .A H 3. ABCD.A B C D ABCD
Câu 38. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 6,
AD 3, tam giác SAC nhọn và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Biết hai
mặt phẳng SAB và SAC tạo với nhau góc thỏa mãn 3
tan ; cạnh SC 3. 4
Thể tích khối S.ABCD bằng A. 4 . B. 8 . C. 3 3. D. 5 3 . 3 3 3
Lời giải. Đặt AH x, SH .
y Có AB 6, AD 3 AC 3.
Ta có SC HC SH x2 2 2 2 2 2 3 3 y
x y 6x 0. 1
Gọi M AC, BM AC
BM 2 và AM 2.
Kẻ MN SA N SA
SAB SAC , . Ta có: BM 3 4 2 tan MN . MN 4 3 xy d H SA 2 2 , Mặt khác: AH x y x MN AM 4 2 2 3 suy ra 16 2 y x. 2 3 Từ 8 1 , 2 suy ra 2 4 2 x , y nên V . Chọn B. 3 3 S.ABCD 3 17
Câu 39. Cho hình chóp S.ABC có AB ,
a AC a 3, SB 2a và ABC BAS BCS
90. Sin của góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng SAC bằng 11 . Thể tích 11
khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 6 a 6 a 3 2a 3 . B. . C. . D. . 3 6 9 9
Lời giải. Gọi O là trung điểm AC, D đối xứng của B qua O.
Suy ra d B,SAC d D,SAC. AB AD Ta có AB SD. AB SA
Tương tự có BC SD. Từ đó suy ra SD ABCD.
Đặt SD x x 0 2 2 SB2 3 1 a SB x a x . a 11
d B, SAC Vì
SB SAC 11
d D SAC 11 sin , , SB. 2 11 SB 11 11 Lại có 1 1 1 1 1 1 1 . 3 2
d D,SAC 2 2 2 2 2 2 SD DC DA x a 2a Từ 1 ,2 và 3 ta có phương trình 11 1 3 4 2 2 4 3 11
6 0 xa x x a a x a 3. 2 2 2 2 x 3a x 2a 3 Vậy 1 a 6 V S .SD . Chọn B. S.ABC 3 A BC 6
Câu 40. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A với AB a và BAC 120 ,
SBA SCA 90. Biết góc giữa SB và mặt đáy ABC bằng 60 , thể tích
khối chóp S.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3a 3a 3 3a . B. . C. . D. . 4 4 4 4
Lời giải. Chọn D ABC sao cho
DBA DCA 90. Suy ra DBC
đều nên DB DC BC a 3.
Tương tự như bài trên ta chứng minh được SD ABCD.
Suy ra SB ABC 60 , SBD. Khi đó ta tính được
SD DB.tan SBD 3 . a 3 Vậy 1 a 3 V S .SD . Chọn B. S.ABC 3 A BC 4
Câu 41. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a và
SBA SCA 90. Biết góc giữa hai mặt phẳng SAB và mặt đáy ABC bằng 60 ,
thể tích khối chóp S.ABC bằng 18 3 3 3 3 A. 3a 3a 3a 3a . B. . C. . D. . 4 6 12 24
Lời giải. Chọn D ABC sao cho
DBA DCA 90.
Ta chứng minh được SD ABCD. Suy ra
SAB ABC 60 , SBD. Tính được a 3
BD AB.tan BAD và
SD BD.tan SBD . a 3 3 Vậy 1 a 3 V S .SD . Chọn C. S.ABC 3 A BC 12
Câu 42. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A với AB a và BAC 120 ,
SBA SCA 90. Biết góc giữa SB và mặt phẳng SAC thỏa mãn 3 sin
, khoảng cách từ S đến mặt đáy ABC nhỏ hơn 2 .
a Thể tích khối chóp 8
S.ABC bằng 3 3 3 3 A. 3a 3a 3a 3a . B. . C. . D. . 4 6 12 24
Lời giải. Chọn D ABC sao cho
DBA DCA 90. Suy ra DBC
đều nên DB DC BC a 3.
Ta chứng minh được SD ABCD.
Đặt SD x x a 2 2 0 2
SB x 3a .
Gọi I DB AC. Trong tam giác vuông DCI, có DC DI
2a 3 nên B là trung điểm của DI cos 60
d B SAC 1 ,
.d D,SAC. 2 1
d B SAC 2 2 , Ta có
d B SAC 3. x 3a sin ,
SB.sin . 2 SB 8 Kẻ SD.DC xa 3
DK SC K SC
d D,SAC DK . 3 2 2 2 2 SD DC x 3a 2 2 Từ xa 3 3. x 3a 1 , 2 và 3 suy ra 0x2a x . a 2 2 x 3 4 a 3 Vậy 1 a 3 V S .SD . Chọn C. S.ABC 3 A BC 12
Câu 43. Cho lăng trụ tam giác ABC.AB C
có độ dài cạnh bên bằng 4 và khoảng
cách từ điểm A đến các đường thẳng BB , CC lân lượt bằng 1 và 2. Biết góc giữa hai mặt phẳng ABB A và ACC A
bằng 60. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.AB C . 19 A. 3. B. 2 3. C. 3 3. D. 4 3.
Lời giải. Kẻ AE BB tại E; AF CC tại F. Khi đó ABB A ACC A , AE, AF.
Trường hợp 1. cosin EAF 60 EF 3. Ta có 2 2 2
AF AE EF
AE EF . Suy ra AE BCC B . 3 3 1 3 1 V V . S . AE . BB .EF.AE 2 3. ABC .A B C A. 2 BCC B 2 3 BCC B 2 3
Trường hợp 2. cosin
EAF 120 EF 7. Ta có 1 1 AE AF S AE AF
d A EF EF d A EF A EF . .sin120 21 . . .sin120 , . , . 2 2 EF 7 Ta có 3 3 1 1 21 V Chọn B. V . BB .EF.d , A EF . . 7.4 2 3. ABC .A B C A.BCC B 2 2 3 2 7
Câu 44. Cho khối lăng trụ ABC.ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB
bằng 2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 3.
Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và A 2 3 M
. Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng 3 A. 2 3 . B. 1. C. 3. D. 2. 3
Lời giải. Gọi E, F lần lượt là hình chiếu của A lên đường thẳng BB , CC .
BB AE
BB EF d
C,BB EF. Ta có BB AF
BB CC . do
AEF BCC B d , A BB C C d , A EF
Tam giác AEF có AE 1, AF 3, EF 2 nên vuông tại .
A Suy ra d A EF 3 , . 2
Gọi N là trung điểm BC và H EF MN.
Suy ra H là trung điểm EF nên 1
AH EF 1. 2
Trong tam AMN vuông tại , A có 2 3
AN AM 4 3
3 BB MN . 3 AH 1 Vậy 3 3 1 V Chọn D. V
BB .EF.d , A EF 2. ABC .A B C A.BCC B 2 2 3
Cách 2. Ta có AEF BB nên ABC có hình chiếu vuông góc lên AEF là AEF.
MN AEF Mà
AEF ABC ,
MN, AM AMN.
AM ABC 20 Do đó S MN AEF S .S . Vậy V AM.S MN.S 2. AB C cos AE F AMN AM ABC .A B C AB C AE F
Cách 3. Ta chứng minh được AA AEF . Khi đó thể tích lăng trụ đã cho bằng thể
tích của khối lăng trụ T có đáy là tam giác AEF và chiều cao là AA (chỉ cần cắt
khối đa diện ABCFE ghép xuống dưới khối ABC AEF ta sẽ thu được lăng trụ đứng). Do đó V AA .S 2. ABC .A B C A EF
Câu 45. Cho khối lăng trụ ABC.ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB
bằng 2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 3.
Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trọng tâm G của tam giác 4
ABC và AG . Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng 3 A. 2 . B. 4 . C. 8 . D. 2. 3 3 3
Lời giải. Tương tự như bài trên V AA .S . A EF Gọi G là trọng tâm 2 2 AE
F AG AH . 3 3
Vì AA AEF AA AG nên d G, AA AG.
Mà AA GG nên d G AA d G AA 2 , , AG . 3 Tam giác vuông AG A
có d G AA 2 4 ,
, AG nên 3 3 tính được 8 AA . Vậy 4
V . Chọn B. 3 3 3 21
Phần 2. Tỷ số thể tích
Câu 1. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD. Gọi H là
hình hộp chữ nhật có bốn đỉnh là bốn trung điểm của các cạnh bên , SA SB, SC,
SD và bốn đỉnh còn lại nằm trong
mặt đáy ABCD (tham khảo hình vẽ). Biết thể tích khối
hộp H là V. Thể tích của khối chóp đã cho bằng A. 2V. B. 6V. C. 4V. D. 8V. 3 3
Lời giải. Chiều cao của khối chóp gấp hai lần chiều cao khối hộp và diện tích mặt đáy
khối chóp gấp 4 lần diện tích mặt đáy khối hộp. Do đó 8 V
V. Chọn D. SABCD 3
Câu 2. Cho khối chóp S.ABCD có đáy là hình bình
hành ABCD. Gọi M,
N, P, Q lần lượt là trọng tâm
các tam giác SAB, SBC, SCD, .
SDA Biết khối chóp
S.MNPQ có thể tích là V , khi đó thể tích của khối
chóp S.ABCD bằng A. 9V V . B. 27 . 4 4 C. 81V V . D. 81 . 4 8
Lời giải. Ta có d S ABCD 3 , d S ,MNPQ 2 và 2 3 9 S 2S 2. S S . ABCD IJHK 2 MNPQ 2 MNPQ Do đó 27 V V . Chọn B. S.ABCD S. 4 MNPQ
Câu 3. Cho khối tứ diện ABCD có thể tích V. Gọi M , N, P, Q lần lượt là trọng tâm
của các tam giác ABC, ABD, ACD, BCD. Gọi V là thể tích của khối tứ diện MNPQ. Tỉ số V bằng V A. 1 . B. 2 . C. 4 . D. 1 . 27 27 27 9 22
Lời giải. Ta có M NP ∽ DC B theo tỉ số 1 k 3 nên 1 1 S = S
và d Q,MNP d , A DCB MNP 9 DC B 3 nên V 1 . Chọn A. V 27
Câu 4. Cho lăng trụ tam giác ABC.MNP có thể tích V. Gọi G , G , G , G lần lượt là 1 2 3 4
trọng tâm của các tam giác ABC, ACM, AMB, BCM ; V là thể tích khối tứ diện 1
G G G G . Khẳng định nào sau đây đúng ? 1 2 3 4
A. V 9V .
B. V 27V .
C. V 81V .
D. 8V 81V . 1 1 1 1
Lời giải. Tương tự như bài trên và chú ý rằng đây là thể tích lăng trụ. Chọn C.
Câu 5. Cho khối tứ diện đều ABCD có thể tích V. Gọi M, N, P lần lượt là trọng tâm
các tam giác ABC, ACD, ADB và V là thể tích khối tứ diện AMNP. Tỉ số V bằng V A. 4 . B. 2 . C. 4 . D. 8 . 9 27 27 81
Lời giải. Xác định được thiết diện là tam giác EFH (tham khảo hình vẽ). Ta có
• d A MNP d A EGH 2 , , d , A BCD. 3 2 • 1 1 2 1 S S . S S . M NP 4 EF H 4 3 B CD 9 B CD Suy ra 2 V V V nên 2 . Chọn B. AMNP 27 ABCD V 27
Câu 6. Cho khối lập phương ABCD.AB C D
có cạnh bằng 1. Gọi
M , N, P, L lần lượt là tâm của các hình vuông ABB A , AB C D , ADD A và CDD C
. Gọi Q là trung điểm của BL
(tham khảo hình vẽ bên). Thể tích khối tứ diện MNPQ bằng A. 1 . B. 1 . C. 2 . D. 3 . 16 24 27 27 23
Lời giải. Ta có M , N,
P lần lượt là trung điểm của AB , B D
, AD nên suy ra 1 S S . 1 MNP 4 AB D
Lại có Q BC D , mà BC D AB D nên d Q, AB D
d B, AB D
d A , AB D . 2 Từ 1 1 1 1 và 2 V V Chọn B. V . MNPQ 4 BAB D 4 AAB D 24
Câu 7. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh ,
a SA vuông góc với
mặt đáy. Gọi M là trung điểm BC. Mặt phẳng P đi qua A và vuông góc với SM
cắt SB, SC lần lượt tại E, F. Biết 1 V V
. Thể tích khối chóp S.ABC bằng SAEF 4 SABC 3 3 3 3 A. a 2a a a . B. . C. . D. . 2 5 8 12
Lời giải. Kẻ AH SM H SM . BC AM Ta có
BC SM. BC SA
Do P đi qua A vuông góc với SM cắt SB, SC tại E, F
nên EF đi qua H và song song với BC SE SH SF . SB SM SC 2 Trong tam giác vuông SH SA SAM , có 2
SH.SM SA . 2 SM SM 2 2 2 Ta có V 1 SE SF SH SA 3 a 3 1 SAEF . 2 2
SA a SA . 2 V 4 SB SC SM a 4 2 SABC 2 3 4 SA 4 2 3
Vậy thể tích khối chóp 1 a 3 a 3 a
S.ABC là V . . . Chọn C. 3 2 4 8
Câu 8. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng 1, mặt bên
SAB là tam giác cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy ABC . Gọi V 16
H là hình chiếu vuông góc của A lên SC. Biết S.ABH . Thể tích của khối V 19 S.ABC
chóp S.ABC bằng 24 A. 3 . B. 3 . C. 3 . D. 3 . 2 4 6 12
Lời giải. Gọi O là trung điểm của AB
SO ABC . SC AH Ta có
SC AHB. Suy ra SC OH. SC AB 2 Trong tam giác vuông SH SO SOC, có 2
SH.SC SO . 2 SC SC 2 2 Ta có V 16 SH 16 SO 16 SO 16 S.AHB SO 2. 2 V 19 SC 19 SC 19 2 3 19 S.ACB SO 4 Vậy 1 1 3 3 V S .SO .2. . Chọn C. 3 A BC 3 4 6
Câu 9. Cho hình chóp đều S.ABC. Gọi G là trọng tâm tam giác ABC, góc giữa SG và
mặt phẳng SBC là 30. Mặt phẳng P chứa BC và vuông góc với SA chia khối
chóp S.ABC thành hai phần. Tỉ số thể tích hai phần bằng A. 2 . B. 1 . C. 1 . D. 6 . 3 6 7 7
Lời giải. Ta chứng minh được BC .
SA Trong mặt phẳng SAM , kẻ MN SA với N .
SA Khi đó thiết diện tạo bởi mp P và khối chóp là NBC (hình a).
Dễ dàng xác định được: SG SBC SG SM 30 , , GSM. hình a hình b Ta có V SN SN V S.NBC . Ta tính được 1 (hình b). Suy ra 1
SNBC . Chọn B. V SA SA 7 V 6 S.ABC NABC
Câu 10. Cho lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có cạnh đáy bằng , a chiều cao bằng 2 .
a Mặt phẳng P qua B và vuông góc AC chia lăng trụ thành hai khối. Biết thể tích của hai khối là V
V và V với V V . Tỉ số 1 bằng 1 2 1 2 V2 A. 1 . B. 1 . C. 1 . D. 1 . 7 11 23 47
Lời giải. Gọi H là trung điểm của AC , suy ra B H
AC nên B H P. 25
Trong mặt phẳng ACC A
, kẻ HK AC với K AA . Suy ra HK P.
Do đó thiết diện tạo bởi mặt phẳng P và khối lăng trụ là tam giác HKB . hình a hình b Ta có 1 S và tính được 1
KA AA . S A B H 2 A B C 8 Do đó 1 V 1 1 V Chọn D. V . K .A B H ABCD. 48 AB C D V 47 2
Câu 11. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang, AB CD, AB 2CD. Gọi V
M , N lần lượt là trung điểm của SA và SD. Tỉ số S.BCNM bằng VS.BCDA A. 1. B. 1 . C. 3. D. 5 . 3 4 8 12
Lời giải. Vì hình thang ABCD có AB 2CD nên S 2S . A BD BC D Ta có V V V . S.BCMN S.BCN S.BNM • V SN 1 1 1 S.BCN V .V .V . S.BCN S.BCD S. V SD 2 2 6 ABCD S.BCD • V SN SM 1 1 1 S.BNM . V V V . S.MBN S.ABD S. V SD SA 4 4 6 ABCD S.BDA Suy ra 1 V 1 V V
nên S.BCMN . Chọn A. S.BCMN S. 3 ABCD V 3 S.BCDA
Câu 12. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M là điểm di
động trên cạnh AB và N là trung điểm của SD. Mặt phẳng đi qua M, N và song song với V 3
BC chia khối chóp S.ABCD thành hai khối có tỷ số thể tích 1 , V 5 2
trong đó V là thể tích khối đa diện chứa đỉnh ,
A V là thể tích khối đa diện chứa 1 2
đỉnh B. Tỉ số AM bằng AB A. 1 . B. 1. C. 3. D. 3. 2 3 5 7 Lời giải. Gọi AM
P, Q lần lượt là giao điểm của với CD, S . A Đặt x 0; 1 . AB 26 Ta có AM V V V .V V V . 1 S.ADPM S.QNPM S.ABCD S.QNP S.QMP AB • 1 1 1 V V V xV ; S.QNP S.ADP S.ADPM S. 4 8 8 ABCD • 1 1 1 V V V xV . S.QMP S.AMP S.ADPM S. 2 4 4 ABCD Suy ra 5 5 V xV V 1 x V . 1 S.ABCD 2 S. 8 8 ABCD 5 x Theo đề, ta có 8 3 3
x . Chọn C. 5 5 5 1 x 8
Câu 13. Cho hình hộp ABCD.AB C D
. Gọi M là điểm thuộc đoạn CC thỏa mãn
CC 3CM. Mặt phẳng AB M
chia khối hộp thành hai phần có thể tích là V , V . 1 2 Gọi V
V là thể tích phần chứa điểm B. Tỉ số 1 bằng 1 V2 A. 7 . B. 13 . C. 7 . D. 13 . 9 20 27 41 Lời giải. Vì IK IC IM
BABCKM nên 1 . IA IB IB 3 Ta có V IK IC IM 1 1 IKCM . . V V . IKCM B . V IA IB IB 27 27 ABI IABB ' Suy ra 26 V V . 1 . 27 B ABI Mà 1 1 3 1 V
d B ', ABCD .S
d B ', ABCD . S V . B .ABI A BI ABCD
ABCD.A ' B 'C ' D ' 3 3 4 4 Vậy 26 1 13 V 13 1 V . V V . Chọn D. 1
ABCD.A ' B 'C ' D '
ABCD.A ' B 'C ' D ' 27 4 54 V 41 2
Câu 14. Cho hình hộp ABCD.AB C D . Gọi M , N,
P lần lượt là trung điểm của
AA , BC, CD. Mặt phẳng MNP chia khối hộp thành hai phần có thể tích là V , V . 1 2 Gọi V
V là thể tích phần chứa điểm C. Tỉ số 1 bằng 1 V2 A. 3 . B. 113. C. 119 . D. 119 . 4 24 25 425 Lời giải. Ta có 27 • 1 V d , R ABCD .S R.BNF 3 BNF 1 1
d M ABCD 1 1 . , . S V ; A EF M . 3 3 9 27 AEF • 1 V
d Q, ABCD .S Q.DEP 3 D EP 1 1
d M ABCD 1 1 . , . S V . A EF M . 3 3 9 27 AEF Suy ra 1 1 25 V 1 V V . 2 M .AEF M . 27 27 27 AEF Mà 1 1 1 9 3 V
d M , ABCD .S
. d A , ABCD . S V . M .AEF A EF ABCD
ABCD.A ' B 'C ' D ' 3 3 2 8 16 Vậy 25 3 25 V 119 1 V . V V . Chọn C. 2
ABCD.A ' B 'C ' D '
ABCD.A ' B 'C ' D ' 27 16 144 V 25 2
Câu 15. Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
có tất cả các cạnh bằng . a Gọi
M , N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và B C
. Mặt phẳng AMN cắt cạnh
BC tại P. Thể tích khối đa diện MBP.AB N bằng 3 3 3 3 A. 3a 3a 7 3a 7 3a . B. . C. . D. . 12 24 32 96
Lời giải. Ta có V IM IB IP 1 1 1 1 IMBP . . . . . V
IA' IB ' IN 2 2 2 8
IA ' B ' N Suy ra 1 7 V 1 V V . MBP.A B N
IA ' B ' N IA ' B ' 8 8 N Mà 1 V
d I, A' B 'C ' .S
IA ' B ' N A ' B ' 3 N 1
d B A B C 1 1 .2 , ' ' ' . S V . A ' B 'C '
ABC .A ' B 'C ' 3 2 3 Vậy 7 1 7 7 3 3 V . Chọn D. V V a . MBP.A B N
ABC .A ' B 'C '
ABC .A ' B 'C ' 8 3 24 96
Câu 16. Cho hình hộp ABCD.AB C D
có M , N, P lần lượt là trung điểm ba cạnh
AB , BB và D D
. Mặt phẳng MNP cắt đường thẳng AA tại I. Biết thể tích khối
tứ diện IANP là V. Thể tích khối hộp đã cho ABCD.AB C D bằng A. 2V. B. 4V. C. 6V. D. 12V. 28
Lời giải. Gọi Q MNP AD . Theo tính chất của giao
tuyến suy ra MQ NP nên Q là trung điểm của AD . Suy
ra M, Q lần lượt là trung điểm IN, IP. V
Ta có I.AMQ IA IM IQ 1 1 1 1 V . . . . V . I . V IA IN IP 3 2 2 12 AMQ 12 IANP Mặt khác 1 V
d I, A B C D .S I .A MQ 3 A MQ 1 1
d A ABCD 1 1 . , . S V 4 Chọn B. V . V . Từ đó suy ra A B C D ABCD. 3 2 8 48 AB C D ABCD.A B C D
Câu 17. Cho lăng trụ tam giác đều ABC.AB C
. Trên AB kéo dài lấy điểm M sao cho 1 B M
AB . Gọi N, P lần lượt là trung điểm của AC , B B
. Mặt phẳng MNP 2
chia khối lăng trụ ABC.AB C
thành hai khối đa diện, trong đó khối đa diện chứa đỉnh V
A có thể tích V , khối đa diện chứa đỉnh C có thể tích V . Tỉ số 1 bằng 1 2 V2 A 97 . B 49 . C. 49 . D. 95 . 59 95 144 144
Lời giải. Gọi các giao điểm như hình vẽ. Ta chứng
minh được J là trung điểm MN; K là trung điểm AB. V MP MJ MB 1 1 1 1 M .PJB . . . . V MS MN MA 3 2 3 18 Ta có M.SNA . V SA SK SL 1 1 1 1 S.ALK . . . . V SA SM SN 3 3 3 27 S.A NM Suy ra 1 1 49 V 1 SA S 1 3 3 3 V 1 V Mà S.A NM . . MNA . . . V . 1 18 27 MA NS 54 MANS V 3 SA S 3 2 4 8 ABC .A B C A B C Suy ra 49 V 49 V V nên 1 . Chọn B. 1 .
144 ABC AB C V 95 2
Câu 18. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng ,
a cạnh bên hợp với đáy góc o
60 . Gọi M là điểm đối xứng của C qua D, N là trung điểm của SC. Mặt
phẳng BMN chia khối chóp S.ABCD thành hai phần có thể tích là V , V trong đó 1 2 V
V là phần thể tích chứa đỉnh .
A Tỉ số 2 bằng 1 V1 A. 7 . B. 5. C. 12 . D. 5 . 5 7 5 12 29
Lời giải. Dễ thấy DE là đường trung bình của tam giác ME MBC, suy ra 1 ; MB 2
F là trọng tâm của tam giác SMC, suy ra MF 2 . Ta có MN 3 V MD ME MF 1 1 2 1 M .DEF . . . . V MC MB MN 2 2 3 6 M .CBN Suy ra 1 5 V 1 V V . 2 M .CBN M . 6 6 CBN Mà V CN CM 1 1 C .BNM . .2 1 V V V . C .BNM C .BSD S. V CS CD 2 2 ABCD C .BSD Vậy 5 1 V 5 2 V . V . Chọn B. 2 S. 6 2 ABCD V 7 1
Câu 19. Cho khối chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân đỉnh B, AB 4;
SA SB SC 12. Gọi M , N lần lượt là trung điểm AC, BC. Trên cạnh , SA SB lần lượt lấy điểm SE BF E, F sao cho 2
. Thể tích khối tứ diện MNEF bằng SA BS 3 A. 4 34 . B. 16 34 . C. 4 17 . D. 4 34 . 3 3 9 9
Lời giải. Gọi K là trung điểm của SE và I
EF AB. Suy ra E là trung điểm của IF và IA KF 1 AB nên 1 1 S S V V . 3 IM N 4 AB C FIMN 6 SABC Mà V FE 1 1 FEMN . V V . V FI 2 FEMN 2 FIMN FIMN Vậy 1 1 16 34 4 34 V V . . Chọn D. FEMN 12 SABC 12 3 9
Câu 20. Cho hình lập phương ABCD.AB C D
có độ dài cạnh bằng 1. Gọi M , N, P, Q
lần lượt là trung điểm của AB, BC, C D
và DD . Thể tích khối tứ diện MNPQ bằng A. 1 . B. 3. C. 1 . D. 1 . 8 8 12 24
Lời giải. Gọi E PQ CD. Khi đó ta có Q là trung điểm của PE và 1 DE . 2 Tính được 1 1 S S . MNE 2 ABCD 2 V Ta có P.QMN PQ 1 1 V V P.QMN P. V PE 2 2 EMN P.EMN 30 1 1
d P MNE 1 1 1 1 . . , .S . .1. . 2 3 MNE Chọn C. 2 3 2 12
Câu 21. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Gọi AM
M là một điểm trên cạnh AB sao cho
x, 0 x 1. Mặt phẳng qua M và AB
song song với SBC chia khối chóp S.ABCD thành hai phần, trong đó phần chứa điểm x
A có thể tích bằng 4 V . Giá trị của biểu thức 1 P bằng 27 1 x A. 1 . B. 1. C. 1. D. 3. 2 3 5 5
Lời giải. Tham khảo hình vẽ bên. Từ giả thiết suy ra AQ AM AF DF x; 1 x; x. AS AB AD DA V Do đó Q.AMEF V 2
x 1 x; P.FEND 3 x . V V S.ABCD S.ABCD Ta có 3 3 2 V V x 1 x V . AMQ.FED Q.AMEF S. 2 2 ABCD Theo giả thiết: 4 3 4 x 1 2 V V V x x x
x nên AMQ FED P FEND S ABCD 1 3 0 1 . . . 27 2 27 3 1
P . Chọn A. 2
Câu 22. Cho hình chóp tứ giác S.ABCD. Mặt phẳng đi qua trọng tâm các tam giác
SAB, SAC, SAD chia khối chóp thành hai phần có thể tích là V và V V V . Tỉ số 1 2 1 2 V1 bằng V2 A. 8 . B. 8 . C. 16 . D. 16 . 19 27 75 81
Lời giải. Gọi G , G , G lần lượt là trọng tâm 1 2 3
các tam giác SAB, SAD, SAC.
Gọi I, J lần lượt là trung điểm của AB, AC thì SG 2 SG 1 3
G G IJ
G G ABC . 1 3 1 3 SI 3 SJ
Chứng minh tương tự ta có G G ABC . 2 3
Suy ra G G G ABCD . 1 2 3
Gọi các giao điểm của G G G với các cạnh bên 1 2 3
như hình vẽ, ta tìm được thiết diện của hình chóp S.ABCD khi cắt bởi G G G là tứ 1 2 3 giác MNPQ. 31 Ta có V SM.SN.SP 8 8 8 S.MNP V V ; Tương tự V V . S.MNP S. V . SA SB.SC 27 27 ABC S.MPQ S. 27 ACD S.ABC Suy ra 8 8 V 8 V V V V V V nên 1 . Chọn A. S.MNPQ S.MNP S.MPQ S.ABC S.ACD S. 27 27 ABCD V 19 2
Câu 23. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là trung điểm
AB, BC và điểm P là điểm đối xứng với B qua D. Mặt phẳng MNP chia tứ diện
thành hai phần có tỉ số thể tích là A. 1 . B. 7 . C. 7 . D. 11. 2 11 18 18 Lời giải. Do DE DF
E, F lần lượt là trọng tâm các tam giác ABP, BCP nên 1 . DA DC 3 V BM BN BP 1 1 1 BMNP . . . .2 V BA BC BD 2 2 2 Ta có BACD V DE DF DP 1 1 1 DEFP . . . .1 V DA DC DB 3 3 9 DACB V 1 1 7 V BMNDEF nên 7 BDMNFE . Chọn B. V 2 9 18 V 11 DACB ACMNFE
Câu 24. Cho tứ diện ABCD, trên các cạnh BC, BD,
AC lần lượt lấy các điểm M , N,
P sao cho BC 3BM , 3
BD BN, AC 2AP. Mặt phẳng MNP chia khối tứ 2 diện V
ABCD thành hai phần có thể tích là V và V . Tỉ số 1 có giá trị bằng 1 2 V2 A. 26 . B. 3 . C. 15 . D. 26 . 13 19 19 19
Lời giải. Gọi I PM AB và R NI AD. Ta cần tính V AP AR AI V BM BN BI APRI . . và BMNI . . . V AC AD AB V BC BD BA ACDB BCDA Theo Menelaus, ta có • PC IA MB IA . . 1 2; PA IB MC IB • RD IA NB RD 1 . . 1 . RA IB ND RA 4 Từ đó suy ra V 1 4 4 V APRI . .2 và 1 2 2 BMNI . .1 . V 2 5 5 V 3 3 9 ACDB BCDA Suy ra 4 2 26 V 26 V V V nên 1 . Chọn D. APRBMN 5 9 ACDB 45 ACDB V 19 2 32
Câu 25. Cho tứ diện ABCD và các điểm M, N, P lần lượt thuộc các cạnh
BC, BD, AC sao cho BC 4BM , AC 3AP, BD 2BN. Tỉ số thể tích hai phần của
khối tứ diện ABCD được phân chia bởi mặt phẳng MNP bằng A. 7 . B. 8 . C. 7 . D. 8 . 13 13 15 15
Lời giải. Gọi I MN DC và K AD PI. Ta cần tính V CM CP CI V DN DK DI CMPI . . và DNKI . . . V CB CA CD V DB DA DC CBAD DBAC Theo Menelaus, ta có • IC ND MB IC . . 1 3; ID NB MC ID • KD PA IC KD 2 . . 1 . KA PC ID KA 3 Từ đó suy ra V 3 2 3 3 V CMPI . . và 1 2 1 1 DNKI . . . V 4 3 2 4 V 2 5 2 10 CBAD DBAC Suy ra 3 1 13 V V V
nên tỉ số cần tính bằng 7 . Chọn A. MCPNDK 4 10 ACDB 20 ACDB 13
Câu 26. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là trọng tâm của
các tam giác ABD, ABC và E là điểm đối xứng với B qua điểm D . Mặt phẳng
MNE chia khối tứ diện ABCD thành hai khối đa diện, thể tích khối đa diện chứa đỉnh A bằng 3 3 3 3 A. 3a 2 a 2 3a 2 9a 2 . B. . C. . D. . 80 96 320 320 3
Lời giải. Thể tích khối tứ diện đều cạnh a 2 a là: V . ABCD 12
Gọi các giao điểm như hình vẽ. Menelaus cho • ED MI QA QA AID , ta có . . 1 3. EI MA QD QD
• Tương tự ta cũng có PA 3. PC • EI TB MA TB ABI , ta có 2 . . 1 . EB TA MI TA 3 V 3 3 Ta có ATPQ AT AP AQ 3 3 3 27 27 a 2 9a 2 . . . . V . . Chọn D. V AB AC AD 5 4 4 80 ATPQ 80 12 320 ABCD 33
Câu 27. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi M , N lần lượt là điểm trên cạnh AM AN AB, AC sao cho 1 ,
2. Mặt phẳng chứa MN và song song với BM 2 CN
AD chia khối tứ diện thành hai phần. Thể tích khối đa diện chứa đỉnh A bằng 3 3 3 3 A. 4 2a 4 2a 5 2a 11 2a . B. . C. . D. . 81 108 108 342 3
Lời giải. Thể tích khối tứ diện đều cạnh a 2 a là: V . ABCD 12
Kẻ MQ AD với Q BD; NP AD với P CD. Gọi E PQ BC. Suy ra BQ BM 2 CP CN và 1 . BD BA 3 CD CA 3 Menelaus cho EC QB PD EC B CD, ta có 1 . . 1 . EB QD PC EB 4 V BMEQ BM BE BQ 2 4 2 16 . . . . V BA BC BD 3 3 3 27 Ta có BACD V CN CE CP 1 1 1 1 CNEP . . . . V CA CB CD 3 3 3 27 CABD V 3 BMQCNP 16 1 5 4 a 2
nên thể tích cần tính bằng V . Chọn B. V 27 27 9 9 ABCD 27 ABCD
Câu 28. Cho khối chóp S.ABC có M ,
SA N SB sao cho MA 2MS, NS 2NB.
Mặt phẳng đi qua hai điểm M, N và song song với SC chia khối chóp thành hai
khối đa diện. Tỉ số thể tích của hai khối đa diện đó bằng A. 3. B. 4 . C. 4 . D. 5 . 5 5 9 9
Lời giải. Hoàn toàn tương tự như bài trên, ta được đáp án B.
Câu 29. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng .
a Gọi E là điểm đối xứng của A qua
D. Mặt phẳng qua CE và vuông góc với mặt phẳng ABD cắt cạnh AB tại điểm F.
Thể tích của khối tứ diện AECF bằng 3 3 3 3 A. 2a 2a 2a 2a . B. . C. . D. . 15 30 40 60
Lời giải. Gọi G là trọng tâm tam giác ABD, suy ra CG ABD.
Do đó mặt phẳng cần dựng là CEG. Gọi
F EG AB.
Gọi M là trung điểm AD, áp dụng Menelaus cho ABM , ta có FA GB FM FA 2 . . 1 . FB GM FA FB 3 34 3 Ta có V AE AC AF 2 4 4 2a AECF . . 2.1. V V . Chọn A. V AD AC AB 5 5 AECF 5 ADCB 15 ADCB
Câu 30. Cho hình chop S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Gọi M , N lần lượt
là trung điểm của AD,
DC. Kéo dài SD một đoạn sao cho D là trung điểm của SP.
Thiết diện tạo bởi mặt phẳng MNP chia hình chóp thành hai khối lần lượt có thể tích là V
V , V (trong đó V là thể tích của phần chứa điểm S ). Tỉ số 1 bằng 1 2 2 V2 A. 3 . B. 71 . C. 72 . D. 71 . 4 49 49 120
Lời giải. Tham khảo hình vẽ. Menelaus cho • PD RS NC RS S CD, có . . 1 2. PS RC ND RC
• Tượng tự ta cũng có QS 2. QA • PD TS HB TS SBD , có 2 . . 1 . PS TB HD TB 3 Ta có V S.QTR SQ ST SR 8 4 . . V V S.QTR S. V SA SB SC 45 45 ABCD S.ABC V S.QPR SQ SP SR 8 4 . . V V . S.QPR S. V SA SD SC 9 9 ABCD S.ADC 1 1 1 V V V do S S P.DMN S.DAC S. 4 8 ABCD DMN 4 DA C Suy ra 49 V 71 1 V V V V V . Chọn B. 2 S.QTR S.QPR P.DMN S. 120 ABCD V 49 2 35 Phần 3. Cực trị
Câu 1. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A , SA vuông
góc với đáy, khoảng cách từ A đến mặt phẳng SBC bằng 3 . Gọi là góc giữa hai
mặt phẳng SBC và ABC, tính cos khi thể tích khối chóp S.ABC nhỏ nhất. A. 2 cos . B. 1 cos . C. 3 cos . D. 2 cos . 2 3 3 3 Lời giải. Đặt 1
AB AC x; SA y . Khi đó 2 V x . y S.ABC 6 Vì AB, AC,
AS đôi một vuông góc nên 1 1 1 1 1 1 33 . 2 9 d , A SBC 2 2 2 4 2 x x y x y Suy ra 1 27 3 2 2
x y 81 3 V x y . SABC 6 2
Dấu " " xảy ra x y 3 3. Khi đó 3
cos cosSMA . Chọn C. 3
Câu 2. Trên đường thẳng qua A và vuông góc với mặt phẳng chứa tam giác đều
ABC cạnh bằng 2, lấy các điểm M và N không trùng với A sao cho MBC vuông
góc với NBC. Giá trị nhỏ nhất thể tích tứ diện BCMN bằng A. 2. B. 2 2. C. 2 3. D. 6.
Lời giải. Ta có MBC vuông góc với NBC khi tam giác
MHN vuông tại H.
Đặt MA x, NA . y Ta có 2 M .
A NA AH xy 3.
Áp dụng công thức thể tích đặc biệt: 1
V abd sin ta có 6 1 V MN BC AH MN BC x y BCMN 1 . . .sin , 0 .2. 3.sin 90 . 6 6
Theo BĐT Côsi: x y 2 xy 2 3. Do đó 3 V
x y Dấu '' '' xảy ra khi 3
x y . Chọn A. BCMN 2. 3 2
Câu 3. Cho tam giác OAB đều cạnh a . Trên đường thẳng d qua O và vuông góc với
mặt phẳng OAB lấy điểm M sao cho OM x . Gọi E, F lần lượt là hình chiếu
vuông góc của A trên MB và OB . Gọi N là giao điểm của EF và d . Tìm x để thể
tích tứ diện ABMN có giá trị nhỏ nhất. A. a a a x a 2. B. 2 x . C. 3 x . D. 6 x . 2 2 12 36
Lời giải. Do tam giác a OAB đều cạnh ,
a suy ra F là trung điểm OB OF . 2 AF OB Ta có
AF MOB AF MB. AF MO
Lại có MB AE nên suy ra MB AEF MB EF. Suy ra O BM ∽ O NF nên 2 OB ON OB.OF a ON . OM OF OM 2x Ta có V V V ABMN ABOM ABON 2 2 3 1 a a a S OM ON x O AB 3 6 . 3 12 2x 12 2
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a a 2 x x . Chọn B. 2x 2
Câu 4. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Gọi
M là trung điểm của cạnh ,
SA N là điểm nằm trên cạnh SB sao cho SN 2NB; mặt
phẳng di động qua các điểm M, N và cắt các cạnh SC, SD lần lượt tại hai điểm
phân biệt P, Q . Thể tích lớn nhất của khối chóp S.MNPQ bằng A. V V V V . B. . C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4 Lời giải. Gọi SP a 0 a
1 . Vì mặt phẳng di động đi qua các điểm M , N và SC
cắt các cạnh SC, SD lần lượt tại hai điểm phân biệt P, Q nên ta có đẳng thức SA SC SB SD 1 3 SD SD 2 a 2 . SM SP SN SQ a 2 SQ SQ 2a
Áp dụng công thức tính nhanh 3 1 2 a 2 2 VS.MNPQ 2 a 2 2 a a a . V 3 1 2 a 3a 6 S.ABCD 4.2. . . 2 a 2a
Xét hàm f a 2a 1 trên đoạn 0; 1 , ta được 3 a 2
f a f 1 max 1 . Chọn B. 0 ;1 3
Câu 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành, thể tích là V. Điểm MC
M di động trên cạnh SC, đặt
k. Mặt phẳng qua ,
A M và song song với MS
BD cắt SB, SD thứ tự tại N, P. Thể tích khối chóp C.APMN lớn nhất khi A. k 1. B. k 2. C. k 2. D. k 3.
Lời giải. Từ giả thiết MC SC SM MC
k suy ra MC kMS. Khi đó 1 k. MS SM SM 37 Áp dụng Menelaus cho AC IO MS IO k SO k S OC, có . . 1 , suy ra 2 . AO IS MC IS 2 SI 2 Vì SB SD SO k
NP BD nên suy ra 2 . SN SP SI 2
k 2 k 2 k 1 1 Ta có V 2 S.ANMP 2 2 . V k k 4.1.1 k 2 2
1 k2 k . . 2 2 Lại có V SM 1 2kV S.ANMP . Suy raV . V CM k C .ANMP
1 k2 k C .ANMP Xét k f k
trên 0;, có max f k f 2 32 2. Chọn C. 2 k 3k 2 0;
Chú ý: Ta có thể tính theo cách khác: V V V V V . C .ANMP S.ABCD S.ANMP P.ACD N .ABC
Câu 6. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a cạnh bên SA y
y 0 và vuông góc với đáy ABCD. Trên cạnh AD lấy điểm M và đặt AM x
0 x a. Biết 2 2 2
x y a , thể tích lớn nhất V
của khối chóp S.ABCM bằng max 3 3 3 3 A. a 3 3a 3 a 3 a 3 . B. . C. . D. . 3 3 8 24 Lời giải. Từ 2 2 2 2 2
x y a y a x . Diện tích BC AM a x S .AB . a ABCM 2 2 Thể tích khối chóp 1 V S .SA S.ABCM 3 ABCM 1 a x 2 2 a .
.a a x a x 2 2 a x . 3 2 6 2 Xét hàm a 3 3a 2 2 f x a x
a x trên 0;a, ta được max f x f . 0;a 2 4 3 Suy ra a 3 V . Chọn C. max 8
Câu 7. Từ hình vuông có cạnh bằng 6 người ta cắt bỏ
các tam giác vuông cân tạo thành hình tô đậm như hình
vẽ. Sau đó người ta gập thành hình hộp chữ nhật không
nắp. Thể tích lớn nhất của khối hộp bằng A. 8 2. B. 9 2. C. 10 2. D. 11 2. 38
Lời giải. Gọi độ dài các cạnh của hình hộp chữ nhật không nắp là ,
a b (như hình vẽ).
Suy ra hình chữ nhật có đáy là hình vuông cạnh b, chiều cao là a 2 V ab . hh
Ta tính được cạnh của hình vuông ban đầu là b 2 a 2.
Theo đề suy ra b 2 a 2 6 a 3 2 . b Khi đó ta có 2 V ab b 2 3 2 b . hh
Xét hàm f b 2 3
3 2b b trên 0;3 2, ta được max f x f 2 2 8 2. Chọn A. 0;3 2
Câu 8. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành với AD 4a . Các
cạnh bên của hình chóp bằng nhau và bằng a 6 . Thể tích lớn nhất của khối chóp đã cho bằng 3 A. 8a 4 6 . B. 3 a . C. 3 8a . D. 3 4 6 a . 3 3
Lời giải. Do SA SB SC SD a 6 nên hình chiếu vuông góc của S trên mặt
phẳng ABCD trùng với tâm đường tròn ngoại tiếp đáy. Do đó tứ giác ABCD là hình
chữ nhật. Gọi H AC BD, suy ra SH ABCD.
Đặt AB x 0, suy ra 2 2 2 2
AC AD AB x 16a . 2 2 2 Tam giác vuông AC 8a x S , HA có 2 SH SA . 4 2 Khi đó 1 1 V S
.SH AB.AD.SH S.ABCD 3 ABCD 3 2 2 1 8a x a a a .x.4 . a
2x 8a x 3 8 2 2 2 2 2
x 8a x . Chọn A. 3 2 3 3 3
Câu 9. Cho tam giác ABC vuông tại A có AB 3 , a AC .
a Gọi Q là mặt phẳng
chứa BC và vuông góc với mặt phẳng ABC. Điểm D di động trên Q sao cho tam
giác DBC nhọn và hai mặt phẳng DAB và DAC lần lượt hợp với mặt phẳng
ABC hai góc phụ nhau. Thể tích lớn nhất của khối chóp D.ABC bằng 3 3 3 3 A. a 3 3a 3a 2 3a . B. . C. . D. . 4 8 10 13
Lời giải. Kẻ DH BC với H BC. Suy ra DH ABC. Vì diện tích tam giác ABC
không đổi nên thể tích khối chóp D.ABC lớn nhất khi DH lớn nhất.
Kẻ HM AB với M AB, HN AC với N AC. Khi đó theo giả thiết, ta có
DAB ABC ,
DMH và DAC ABC , DNH 90 . 39 Ta có S S S AHC AHB ABC 2 1 DH 1 3a . cot 90 .a .DH cot . 3a 2 2 2 tan 3 x a 3 . a x DH . 2
tan 3cot x 3 Xét x 3 f x
trên0;, được max f x f 3 . 2 x 3 0; 6 3 Khi đó a 3 a 3 DH và V . Chọn A. max 2 max 4
Câu 10. Cho lăng trụ đứng ABC.AB C
có đáy là tam giác đều. Tam giác ABC có
diện tích bằng 3 và nằm trong mặt phẳng tạo với đáy một góc nhọn bằng . Thể
tích khối lăng trụ ABC.AB C
đạt giá trị lớn nhất khi bằng A. 1 arctan . B. 1 arctan .
C. arctan 2.
D. arctan 6. 2 6
Lời giải. Đặt AB x 0. Gọi M là trung điểm của AB x 3 MC x 2 . Suy ra 3 MC . 2 cos
ABC ,ABC CMC
Theo giải thiết: 1 MC .AB 3
x 2 cos. 2 Khi đó 3 V S .CC .8 cos
cos.tan 3sin cos 3 cos ABC A B C ABC 2 1 cos . . 8 Xét hàm 2 3
f t t 2
1t trên 0;
1 , ta được max f t khi 1 t . t 0 ;1 9 3 Vậy V 2 3 khi 1 cos tan 2
arctan 2. Chọn C. max 3
Câu 11. Trong tất cả các hình chóp tứ giác đều có d 3 là khoảng cách giữa hai
đường thẳng chéo nhau gồm một đường thẳng chứa một đường chéo của đáy và đường
thẳng còn lại chứa một cạnh bên hình chóp. Thể tích nhỏ nhất của khối chóp bằng A. 3. B. 9. C. 9 3. D. 27.
Lời giải. Xét hình chóp tứ giác đều S.ABCD. Đặt 1 1 2 AB x,
SO h V
hx . Ta cần đánh giá 2 hx hằng số. S.ABCD 3 3 Ta tính được x OA
nên theo giả thiết ta có 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 OH SO OA d h x 1 1 2 1 1 1 1 1 2 3 3 . hx 27. 2 2 2 2 2 2 4 3 h x h x x h x AM GM 40
Dấu '' '' xảy ra x h 3. Khi đó V 9. Chọn B. min
Câu 12. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ
nhật. Một mặt phẳng không qua S và song song với đáy cắt các cạnh bên ,
SA SB, SC, SD lần lượt tại M , N, P, Q.
Gọi M , N , P , Q lần lượt là hình chiếu của M, N, P, Q
trên mặt phẳng đáy. Khi thể tích khối đa diện MNPQ.M N P Q
đạt giá trị lớn nhất, tỉ số SM bằng SA A. 1 . B. 1. C. 2 . D. 3 . 2 3 3 4
Lời giải. Đặt SM MA
x 0 x 1 . Suy ra MN NP PQ SM x và 1 x. SA AB BC CD SA SA S
Do MNPQ đồng dạng với ABCD theo tỉ số x nên MNPQ 2 x . SABCD V S
.d M , ABCD S MNPQ.M N P Q MNPQ Ta có MNPQ MA 2 3.
3x 1 x. V 1 S SA S.ABCD S .d , A ABCD ABCD ABCD 3 Suy ra 2 V 3 Xét f x 2
x x 3 2 3 1
3x 3x trên 0; 1 , x 1 x .V . MNPQ.M N P Q S.ABCD ta được f x 2 4 max f
. Chọn C. 0 ;1 3 9
Câu 13. Cho hình chóp S.ABC có SA x 0 x 3, tất cả các cạnh còn lại đều
bằng 1. Thể tích lớn nhất của khối chóp đã cho bằng A. 1 . B. 1 . C. 1 . D. 1 . 4 8 12 16
Lời giải. Ta có tam giác
ABC và SBC là những t am giác đều cạnh bằng 1.
Gọi N là trung điểm 3 BC SN . 2
Trong tam giác SAN , kẻ SH AN . 1 BC AN Ta có
BC SAN
BC SH . 2 BC SN Từ
1 và 2 , suy ra SH ABC . Khi đó 1 1 1 3 3 1 V S .SH S .SN . . . S.ABC 3 A BC 3 A BC 3 4 2 8
Dấu '' '' xảy ra H N. Chọn B. NM SA
Cách 2. Gọi M là trung điểm SA d ,
SA BC MN. NM BC 2 Tam giác 3 x
SNA cân tại N, có 3 SN AN nên suy ra MN . 2 2 41 Khi đó 1 x x V SA BC d SA BC SA BC S ABC 2 3 1 . . , .sin , . . 6 12 8 Dấu 6 '' '' xảy ra 2
x 3 x x . 2
Câu 14. Cho hình chóp S.ABC có SA x, BC y, AB AC SB SC 1. Thể tích
khối chóp S.ABC lớn nhất khi tổng x y bằng A. 2 . B. 4 . C. 3. D. 4 3. 3 3
Lời giải. Tương tự như bài trên ta được 2 2 1 x y V xy 1 S.ABC 6 4 1 2 2 x y 2 2
4 x y 12 3 2 2 2 2
1 x y 4 x y 2 3 . 12 3 27 Dấu 2 3 " " xảy ra 2 2 2 2
x y 4 x y x y . Vậy 4 x y . Chọn B. 3 3
Câu 15. Cho hình vuông ABCD cạnh ,
a trên đường thẳng vuông góc với ABCD tại
A ta lấy điểm S di động. Hình chiếu vuông góc của A lên SB, SD lần lượt là H , K.
Thể tích lớn nhất của tứ diện ACHK bằng 3 3 3 3 A. a a 2 a 3 a 6 . B. . C. . D. . 6 12 16 32
Lời giải. Tham khảo hình vẽ. Ta sẽ sử dụng công thức 1 V . a .
b d a,b.sina,b. 6 2 2 Đặt x a 2 a x
SA x x 0. Tính được KH , IH . 2 2 a x 2 2 a x
Chứng minh được HI d KH, AC và AC HK. Khi đó 1 V
AC.KH.HI ACHK 6 2 2 4 3 1 x a 2 a x a x .a 2. . . . 2 2 2 2 6
a x a x
3 a x 2 2 2 3 Xét hàm x 3 3 f x
trên 0;, ta có max f x khi x a 3. x a 2 2 2 0; 16a 3
Suy ra thể tích khối tứ diện lớn nhất bằng a 3 V . Chọn C. max 16
Câu 16. Trong mặt phẳng P cho đường tròn T đường kính AB 2r, C là một
điểm di dộng trên đường tròn T . Trên đường thẳng d vuông góc với P tại A lấy 42
điểm S sao cho SA r. Gọi H, K lần lượt là hình chiếu vuông góc của A lên SC và
SB. Khi C chạy trên đường tròn, thể tích lớn nhất của tứ diện S.AHK bằng 3 3 3 3 A. r r 5 r 5 r 5 . B. . C. . D. . 3 3 25 75
Lời giải. Chuẩn hóa, chọn r 1, đặt AC x 0 x 2. Khi đó 2
BC 4 x . 2 2 Trong hai tam giác vuông SH SA 1 SK SA 1
SAC, SAB lần lượt có và . 2 2 SC SC x 1 2 SB SB 5 Ta có V SK SH 1 S.AKH . V SB SC S ABC 5 2 . x 1 2 x 4 x 5 6 V 15V 1 S.AHK 15 2 x S. 1 AHK 2x 2 2 x 1 1 2 Có 5 6 4 1 3 4 1 5 . 2 2 2 2 1 5 1 5 5 1 x x x Dấu 1 3 6 " " xảy ra khi x . 2 x 1 5 3 3 Vậy r 5 r maxV . Dấu " " xảy ra khi 6 AC . Chọn D. S.AHK 75 3
Câu 17. Cho khối chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại B. Khoảng cách từ A
đến mặt phẳng SBC bằng a 2, 0
SAB SCB 90 . Xác định độ dài cạnh AB để khối
chóp S.ABC có thể tích nhỏ nhất. A. a 10 AB
. B. AB a 3. C. AB 2 . a
D. AB 3a 5. 2
Lời giải. Gọi D là điểm sao cho ABCD là hình vuông. AB AD Ta có .
AB SAD AB SD 0 SAB
90 AB SA
Tương tự, ta cũng có BC SD . Từ đó suy ra SD ABDC .
Kẻ DH SC H SC
DH SBC . Khi đó d ,
A SBC d D,SBC DH.
Đặt AB x 0. Trong tam giác vuông SDC, có 1 1 1 1 1 1 . 2 2 2 DH SD DC 22 2 2 SD x a Suy ra ax 2 SD . 2 2 x 2a 3 3 Thể tích khối chóp 1 1 ax 2 a 2 x V V . . . S.ABC S.ABCD 2 2 2 2 2 6 x 2 6 a x 2a 43 3 Xét x f x trên a 2;
, được min f x f a 3 2
3 3a . Chọn B. 2 2 x 2a a 2;
Câu 18. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2 .
a Tam giác SAB
vuông tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi là góc tạo bởi đường
thẳng SD và mặt phẳng SBC với 30. Giá trị lớn nhất của thể tích khối chóp
S.ABCD bằng 3 3 3 3 A. 4a 4a 2 8a 2 8a 3 . B. . C. . D. . 3 3 9 9
Lời giải. Lấy điểm K thỏa mãn SK AD.
Ta chứng minh được SA SBC
DK SBC . Do đó SD SBC ,
KSD SDA .
Tam giác SAD vuông nên ta có SA AD tan 2a tan .
Trong tam giác vuông SAB, có 2 2
SA AH.AB AH 2a tan . Suy ra 2 2 2
SH SA AH a 2 2 tan 1 tan . 3 Khi đó 1 8a 2 V S .SH tan S ABCD ABCD 2 1 tan . . 3 3 Xét hàm 1 2 4 2
f x x x trên 1 0; ,
ta được max f x f . 3 1 3 9 0; 3 3 Suy ra 8a 2 maxV . Chọn C. S.ABCD 9
Câu 19. Cho khối chóp S.ABC có SA SB SC , a ASB 60 , BSC 90 , CSA 120. Gọi CN AM
M , N lần lượt là các điểm trên cạnh AB và SC sao cho . Khi khoảng CS AB
cách giữa M và N nhỏ nhất thì thể tích của khối chóp S.AMN bằng 3 3 3 3 A. 2a 5 2a 5 2a 2a . B. . C. . D. . 72 72 432 432
Lời giải. Tính được AB , a BC a 2,
CA a 3 suy ra ABC vuông tại B. 3 Gọi a 2 H là trung điểm
SASBSC
AC SH ABC . Khi đó V . S.ABC 12 Đặt CN AM
x 0 x 1 . Ta có CS AB CN
x.CS SN 1x.SC .
AM x.AB SM 1x.SA x.SB
Suy ra NM 1 x.SA x.SB 1 x.SC. 2 2 Suy ra 5 11 11 2 2 2 a MN
a 3x 5x 2 3 a 3 x . Dấu " " xảy ra khi 5 x . 6 12 12 6 44 V SN 1 S.AMN 3 V SC 6 Ta có S.AMC 5 5a 2 V V . Chọn C. S.AMN S. V AM 5 36 ABC 432 A.SCM . V AB 6 A.SCB
Cách khác. Kẻ MP AC với P BC. Dùng định lý hàm số cosin trong tam giác MNP tính được độ dài 2 2 MN a 2 3x 5x 3 .
Câu 20. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh ,
a SA a 2 và
vuông góc với mặt đáy ABCD. Gọi M là điểm di động trên cạnh CD và H là hình
chiếu vuông góc của S lên đường thẳng BM. Khi điểm M di động trên cạnh CD, thể
tích khối chóp S.ABH có giá trị lớn nhất bằng 3 3 3 3 A. a 2 a 2 a 2 a 2 . B. . C. . D. . 6 8 12 15
Lời giải. Lấy điểm N BC sao cho BN CM. Dễ dàng chứng minh được AN BM. BM AN
Gọi H AN BM. Ta có
BM SAH BM SH nên H là hình BM SA
chiếu vuông góc của S lên đường thẳng BM.
Đặt BN CM x, 0 x .
a Trong tam giác vuông
ABN có BH là đường cao, suy ra ax 2 a BH , AH . 2 2 x a 2 2 x a 3 Ta có 1 a x S AH.BH . . A BH 2 2 2 2 x a 4 4 3 Cosi Thể tích khối chóp 1 a 2 x a 2 x a 2 V S .SA . . . S.ABH A BH 2 2 3 6 x a 6 2ax 12
Dấu " " xảy ra khi x a hay N C,
M D. Chọn C.
Câu 21. Cho tứ diện ABCD. Hai điểm M , N lần lượt di động trên hai đoạn thẳng BC BD
BC, BD ( M , N không trùng B ) sao cho 2 3
10. Gọi V , V lần lượt là thể BM BN 1 2
tích của các khối tứ diện V
ABMN và ABCD. Giá trị nhỏ nhất của 1 bằng V2 A. 25. B. 3. C. 3 . D. 6 . 3 8 25 25
Lời giải. Đặt BC BD x,
y x, y 1 . BM BN
Theo giả thiết: 10 2x 3y 2x 103 . y Do 8
x 1 2x 2 10 3y 2 y . 3 45 Ta có V BM BN BA 1 1 1 2 1 . . . .1 . V BC BD BA x y xy y 10 3y 2 Xét V 6 3
f y y103y trên 8 1;
, được f y 16 25 ; . Suy ra 1 ; . Chọn D. 3 3 3 V 25 8 2 Cosi Cách khác: Ta có 25
10 2x 3y 2 6xy xy . 6
Câu 22. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành. Hai điểm M , N
lần lượt trên các đoạn thẳng AB AD
AB, AD ( M , N không trùng A ) sao cho 2 4. AM AN
Kí hiệu V , V lần lượt là thể tích của các khối chóp S.ABCD và S.MBCDN. Giá trị lớn 1
nhất của tỉ số V1 bằng V A. 2 . B. 3 . C. 1 . D. 17 . 3 4 6 14
Lời giải. Đặt AB AD x,
y x, y 1 . AM AN
Theo giả thiết: x 2y 4 2y 4 x.
Do y 1 2y 2 4 x 2 x 2. Ta có V V V S AM.AN 1 1 S.AMN 1 AMN 1 1 . V V 2S 2AB.AD x x A BD 4 Xét V 2 3 f x 1
trên 1;2, ta được f x 1 1
; . Suy ra 1 ; . Chọn B. x 4 x 4 3 V 3 4
Câu 23. Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng 1. Gọi M, N là hai điểm thay đổi lần
lượt thuộc cạnh BC, BD sao cho AMN vuông góc với BCD. Tổng giá trị lớn nhất
và giá trị nhỏ nhất của thể tích khối tứ diện ABMN bằng A. 2 . B. 17 2 . C. 17 2 . D. 17 2 . 12 72 144 216
Lời giải. Gọi H là tâm đường tròn ngoại tiếp B
CD. Khi đó MN luôn đi qua H. Ta có BC BD BC BD
BC BD 3BH BM
BN 3BH 3. BM BN BM BN Đặt BC BD x, y x, y
1 . Suy ra x y 3. BM BN Ta có V BM BN 1 ABMN . . V BC BD xy ABCD
Tương tự như các bài trên, ta được 1 4 1 ; . xy 9 2 Suy ra 4 1 17 17 2 V V ; V
. Vậy V V V . Chọn D. ABMN
9 ABCD 2 ABCD 1 2 18 ABCD 216 46
Câu 24. Cho tứ diện OABC có O , A OB,
OC đôi một vuông góc và OA OB 2,
OC 1. Hai điểm M , N lần lượt di động trên hai cạnh AC, BC sao cho OMN
vuông góc với ABC. Thể tích khối đa diện ABOMN có giá trị lớn nhất bằng A. 1 . B. 1 . C. 2 . D. 1 . 4 9 9 12
Lời giải. Thể tích V CM CN
ABOMN có giá trị lớn nhất khi COMN . nhỏ nhất. V CA CB COAB
Gọi K là trung điểm AB, suy ra OK AB và 1
OK AB 1. 2
Kẻ OI CK, suy ra I là trung điểm CK. Ta chứng minh được OI ABC.
Do OMN ABC suy ra MN đi qua I. Ta có CA CB CA CB
CA CB 2CK CM
CN 4CK 4. CM CN CM CN Đặt CA CB x, y x, y
1 . Suy ra x y 4. CM CN Ta có V CM CN 1 COMN . . V CA CB xy COAB
Tương tự như các bài trên, ta được 1 1 1 ; . xy 4 3 Suy ra 1 3 3 2 1 minV V maxV V . . Chọn A. COMN 4 COAB ABOMN 4 COAB 4 6 4
Câu 25. Cho hình chóp S.ABC có SA 1, SB 2, SC 3. Gọi G là trọng tâm tam giác
ABC. Mặt phẳng đi qua trung điểm I của SG cắt các cạnh ,
SA SB, SC lần lượt tại 1 1 1
M , N, P. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức T bằng 2 2 2 SM SN SP A. 2 . B. 3. C. 18 . D. 6. 7 7 7
Lời giải. Do G là trọng tâm ABC . Ta có 1
SG SASB SC 3 SG 1 SA
SB SC .SI .SM .SN .SP SI 3 SM SN SP 1 SA
SB SC SI .SM .SN .SP. 6 SM SN SP Do SA SB SC SA SB SC
I, M , N, P đồng phẳng nên 1 1 6. 6 SM SN SP SM SN SP
Áp dụng BĐT Bunhiacopxki, ta có 2 SA SB SC 1 1 1 2 2 2
SA SB SC . 2 2 2 SM SN SP SM SN SP 47 Suy ra 36 18 T . Chọn C. 2 2 2
SA SB SC 7 48
Document Outline
- DE
- 1 Thể tích
- 2 Tỷ số
- 3 Cực trị