Cho tứ diện đều S.ABC có cạnh bằng 1. Mặt phẳng (P) đi qua điểm S và trọng tâm G của tam giác ABC cắt các cạnh AB, AC lần lượt tại M, N. Tính thể tích nhỏ nhất Vmin của khối tứ diện SAMN.
Cho tứ diện đều S.ABC có cạnh bằng 1. Mặt phẳng (P) đi qua điểm S và trọng tâm G của tam giác ABC cắt các cạnh AB, AC lần lượt tại M, N. Tính thể tích nhỏ nhất V m i n của khối tứ diện SAMN.
A. V min = 2 27
B. V min = 4 9
C. V min = 2 18
D. V min = 2 36
Chọn A.
Phương pháp:
Cho tam giác đều ABC, G là trọng tâm tam giác ABC. Đường thẳng qua G cắt AB, AC lần lượt tại M, N. Khi đó,
Thật vậy, gọi I là trung điểm của BC, qua B, C kẻ các đường thẳng song song MN, cắt đường thẳng AI tại E, F.
Cách giải:
Do SABC là tứ diện đều, G là trọng tâm tam giác ABC
Cho tứ diện SABC có SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), SA= SB= 3 cm, BC =5cm và diện tích tam giác SAC bằng 6 c m 2 . Một mặt phẳng α thay đổi qua trọng tâm G của tứ diện cắt các cạnh AS, AB, AC lần lượt tại M, N, P. Tính giá trị nhỏ nhất T m của biểu thức T = 1 A M 2 + 1 A N 2 + 1 A P 2
A. T m = 8 17
B. T m = 41 144
C. T m = 1 10
D. T m = 1 34
Chọn A
Vì tam giác SAC vuông tại A
nên tam giác ABC vuông tại A. Chọn hệ trục Oxyz như hình vẽ
Ta có
A(0;0;0), B(3;0;0), C(0;4;0), S(0;0;3)
Vì G là trọng tâm của tứ diện SABC nên ta có
Gọi H là hình chiếu của điểm A lên mặt phẳng α . Theo tính chất của tam diện vuông ta có
Dấu “=” xảy ra khi H ≡ G tức mặt phẳng α đi qua điểm G và vuông góc với đường thẳng OG.
Vậy giá trị nhỏ nhất của T bằng 8 17
Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. Gọi M,N,G lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC và trọng tâm tam giác ACD. Diện tích của thiết diện khi cắt tứ diện bởi mặt phẳng (MNG) bằng
A. 7 a 2 3 48
B. 7 a 2 3 24
C. a 2 3 16
D. a 2 3 48
Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. Gọi M,N,G lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC và trọng tâm tam giác ACD. Diện tích của thiết diện khi cắt tứ diện bởi mặt phẳng (MNG) bằng
Cho hình lăng trụ đứng tam giác ABC.A'B'C' có tất cả các cạnh đều bằng a :
a) Tính thể tích khối tứ diện A'BB'C
b) Mặt phẳng đi qua A'B' và trọng tâm tam giác ABC, cắt AC và BC lần lượt tại E và F. Tính thể tích hình chóp C.A'B'FE
Ta tính thể tích hình chóp A’.BCB’. Gọi M là trung điểm của B’C’, ta có: ATM ⊥ B’C’ (1)
Lăng trụ ABC.A’B’C’ là lăng trụ đứng nên: BB’ ⊥ (A’B’C’) ⇒BB’⊥ A’M (2)
Từ (1) và (2) suy ra
AM⊥ (BB’C) hay A’M là đường cao của hình chóp A’.BCB’
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 điểm B qua điểm D. Mặt phẳng (MNE) chia khối tứ diện ABCD thành hai khối đa diện, trong đó khối đa diện chứa đỉnh A có thể tích V. Tính V
Cho hình chóp tứ giác đều S. ABCD có cạnh đáy bằng 2a. Mặt bên của hình chóp tạo với mặt đáy một góc 600. Mặt phẳng (P) chứa AB và đi qua trọng tâm G của tam giác SAC cắt SC, SD lần lượt tại M và N. Thể tích khối chóp S. ABMN là:
A. a 3 3 2
B. a 3 3 4
C. a 3 3 3
D. a 3 3
Chọn A
Gọi H là trung điểm cạnh CD và O là tâm hình vuông ABCD.
Ta có S. ABCD là hình chóp tứ giác đều nên các mặt bên hợp với đáy các góc bằng nhau
Giả sử S C D , A B C D ^ = S H O ^ = 60 o
Tam giác SHO vuông tại O có:
Mà G là trọng tâm tam giác SAC nên G cũng là trọng tâm tam giác SBD
Cho tứ diện đều ABCD có độ dài các cạnh bằng 2a. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của AC và BC; P là trọng tâm tam giác BCD. Mặt phẳng (MNP) cắt tứ diện theo 1 thiết diện có diện tích là
A. a 2 11 2 .
B. a 2 2 4 .
C. a 2 11 4 .
D. a 2 3 4 .
Trong tam giác BCD có: Plà trọng tâm, N là trung điểm BC .
Suy ra N; P; D thẳng hàng.
Vậy thiết diện là tam giác MND..
Xét tam giác MND, ta có M N = A B 2 = a ; D M = D N = A D 3 2 = a 3
Do đó tam giác MND cân tại D.
Gọi H là trung điểm MN suy ra DH và MN vuông góc với nhau..
Diện tích tam giác S Δ M N D = 1 2 M N . D H = 1 2 M N . D M 2 − M H 2 = a 2 11 4
Chọn C.
Cho tứ diện ABCD có BCD là tam giác đều cạnh 1, AB = 2. Xét M là điểm thay đổi trên cạnh BC. Mặt phẳng α qua M song song với AB và CD lần lượt cắt các cạnh BD, AD, AC tại N, P, Q. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức S = M P 2 + N Q 2 bằng