Chọn D

Cách 1:

Gọi các điểm được đánh dấu để chia đều các cạnh của tứ diện đều ABCD như hình vẽ.

+ Gọi S là tập hợp các tam giác có ba đỉnh lấy từ 18 điểm đã đánh dấu.

Số phần tử của S là số cách chọn ra 3 điểm không thẳng hàng trong số 18 điểm đã cho.

Chọn ra 3 điểm trong 18 điểm trên: có  C 18 3  cách.

Chọn ra 3 điểm thẳng hàng trong 18 điểm trên có 6. C 6 3 = 6 cách.

Suy ra số tam giác thỏa mãn là  C 18 3 - 6 = 810

+ Gọi T là tập hợp các tam giác lấy từ ABCD sao cho mặt phẳng chứa tam giác đó song song với đúng một cạnh của tứ diện ABCD.

- Chọn 1 cạnh của tứ diện để mặt phẳng chứa tam giác chỉ song song với đúng cạnh đó: có  C 6 1  cách.

Xét các tam giác mà mặt phẳng chứa nó chỉ song song với cạnh BD, suy ra tam giác đó phải có một cạnh song song với BD.

- Có 6 cách chọn cạnh song song với BD là

- Giả sử ta chọn cạnh  M 2 N 2  là cạnh của tam giác. Cần chọn đỉnh thứ 3 của tam giác trong 16 điểm còn lại. 

Do  M 2 N 2 ⊂ (ABD) mà mặt phẳng chứa tam giác song song với BD nên đỉnh thứ 3 không thể là 7 điểm còn lại nằm trong mp(ABD).

Do mặt phẳng chứa tam giác chỉ song song với BD nên đỉnh thứ 3 không được trùng với một trong ba điểm E 2 ,   F 2 ,   P 2 . Vậy đỉnh thứ 3 chỉ được chọn trong 16 -7 - 3 = 6 điểm còn lại.

Suy ra có 6 tam giác có 1 cạnh là  M 2 N 2 và mặt phẳng chứa nó chỉ song song với BD.

Vậy số tam giác mà mặt phẳng chứa nó chỉ song song với cạnh BD là: 6.6 = 36.

Tương tự cho các trường hợp khác, ta có số tam giác mà mặt phẳng chứa nó chỉ song song với đúng một cạnh của tứ diện ABCD là: 36.6 = 216.

Vậy xác suất cần tìm là 

Cách 2: Lưu Thêm

+) Gọi S là tập hợp các tam giác có ba đỉnh lấy từ 18 điểm đã đánh dấu.

Chọn ra 3 điểm trong 18 điểm trên: có  C 18 3  cách. 

Trong số  C 18 3  đó, có 6 cách chọn ra 3 điểm thẳng hàng trên các cạnh.

Suy ra n(S) =  C 18 3 - 6 = 810

+) Xét phép thử: “Lấy ngẫu nhiên một phần thử thuộc S”. Ta có

+) Gọi T là biến cố: “Mặt phẳng chứa tam giác được chọn song song với đúng một cạnh của tứ diện đã cho”.

Chọn một cạnh của tứ diện: 6 cách, (giả sử chọn AB).

Chọn đường thẳng song song với AB: 6 cách, (giả sử chọn PQ).

Chọn đỉnh thứ 3: 6 cách, (M, N, E, K, F, I).

Suy ra n(T) = 6.6.6 = 216

Vậy 

Kẻ AH ⊥ BC.

Ta có: EF // BC (gt) ⇒ AH ⊥ EF

Lại có: AE = AF (chứng minh trên)

Vậy đường cao AH là đường trung trực của EF.

Vì B là trung điểm DF và DF // AC nên đường cao kẻ từ đỉnh B của ΔABC là đường trung trực DF.

Vì C là trung điểm DE và DE // AB nên đường cao kẻ từ đỉnh C của ΔABC là đường trung trực của DE.

Đặt BM=b, MC=a và diện tích tam giác ABC là S

do b<a nên S1<S2 nên S1=6.25

Ta có: \(\frac{S_1}{S}=\left(\frac{a}{a+b}\right)^2\)

\(\frac{S_2}{S}=\left(\frac{b}{a+b}\right)^2\)

=>\(\frac{S_1}{S_2}=\frac{a^2}{b^2}=\frac{6.25}{12.4609}\)

<=> \(\frac{a}{b}=\frac{2.5}{3.53}\)<=>\(\frac{a}{a+b}=\frac{2.5}{2.5+3.53}=\frac{2.5}{6.03}\)Thay vào  S1/S 

S1= 6,25=> S=15.075