Cho Hình Chóp S.ABCD Có đáy ABCD Là Hình Chữ Nhật Với AB = A, AD

Một sản phẩm của Tuyensinh247.comCho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB = a, AD = acăn 3 . Cạnh bên SA = 2a và vuông góc với đáy. Mặt phẳng ( alpha ) đi qua A vuông góc với SC. Tính diện tích S của thiết diện tạo bởi ( alpha ) với hình chóp đã cho.Câu 8786 Vận dụng cao

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình chữ nhật với $AB = a$, $AD = a\sqrt 3 $. Cạnh bên $SA = 2a$ và vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ đi qua $A$ vuông góc với $SC$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.

Đáp án đúng: b

Phương pháp giải

Sử dụng lý thuyết của đường thẳng vuông góc với mặt phẳng và bài toán tìm giao tuyến của hai mặt phẳng đồng thời việc tính toán trong tam giác, tứ giác cụ thể là tính diện tích đa giác

Xem lời giải

Lời giải của GV Vungoi.vn

Trong tam giác $SAC, $ kẻ $AI \bot SC$ $\left( {\,I \in SC} \right)$

Trong $mp(SBC),$ kẻ ${d_1}$ đi qua $I$ vuông góc với $SC$ cắt $SB $ tại $M.$

Trong $mp(SCD),$ kẻ ${d_2}$ đi qua $I$ vuông góc với $SC$ cắt $SD$ tại $N.$

Khi đó thiết diện của hình chóp cắt bởi mp $\left( \alpha  \right)$ là tứ giác $AMIN.$

Ta có $SC \bot \left( \alpha  \right) \Rightarrow SC \bot AM$.   (1)

Lại có $\left\{ \begin{array}{l}BC \bot AB\\BC \bot SA\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BC \bot AM$.   (2)

Từ (1) và (2), suy ra $AM \bot \left( {SBC} \right) \Rightarrow AM \bot MI$. Chứng minh tương tự, ta được $AN \bot NI$.

Do đó ${S_{AMIN}} = {S_{\Delta AMI}} + {S_{\Delta ANI}} $ $= \dfrac{1}{2}AM.MI + \dfrac{1}{2}AN.NI$.

Vì $AM, AI, AN $ là các đường cao của các tam giác vuông $SAB, SAC, SAD $ nên

$AM = \dfrac{{SA.AB}}{{\sqrt {S{A^2} + A{B^2}} }} = \dfrac{{2a}}{{\sqrt 5 }}$;   $AI = \dfrac{{SA.AC}}{{\sqrt {S{A^2} + A{C^2}} }} = a\sqrt 2 $;   $AN = \dfrac{{SA.AD}}{{\sqrt {S{A^2} + A{D^2}} }} = \dfrac{{2a\sqrt {21} }}{7}$

Suy ra $MI = \sqrt {A{I^2} - A{M^2}}  = \dfrac{{a\sqrt {30} }}{5}$  và  $NI = \sqrt {A{I^2} - A{N^2}}  = \dfrac{{a\sqrt {14} }}{7}$

Vậy ${S_{AMIN}} = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{2a}}{{\sqrt 5 }}.\dfrac{{a\sqrt {30} }}{5} + \dfrac{{2a\sqrt {21} }}{7}.\dfrac{{a\sqrt {14} }}{7}} \right) = \dfrac{{12{a^2}\sqrt 6 }}{{35}}$

Đáp án cần chọn là: b

Bài tập có liên quan

Thiết diện và các bài toán liên quan Luyện Ngay

Group Ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi liên quan

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $2a,\,\,\,SA \bot \left( {ABC} \right),\,\,\,SA = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}.$ Gọi $\left( P \right)$ là mặt phẳng đi qua $A$ và vuông góc với \(BC.\) Thiết diện của hình chóp $S.ABC$ được cắt bởi $\left( P \right)$ có diện tích bằng ?

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình vuông cạnh $a.$ Cạnh bên $SA$ vuông góc với $mp\,\,\left( {ABCD} \right).$ Gọi $\left( \alpha \right)$ là mặt phẳng qua $A$ và vuông góc với $SB.$ Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ cắt hình chóp theo thiết diện là hình gì ?

Cho tứ diện đều $ABCD$ cạnh $a = 12,$ gọi $\left( P \right)$ là mặt phẳng qua $B$ và vuông góc với $AD.$ Thiết diện của $\left( P \right)$ và hình chóp có diện tích bằng

Cho tứ diện đều $ABCD$ cạnh $a = 12$, $AP$ là đường cao của tam giác$ACD$. Mặt phẳng $\left( P \right)$ qua $B$ vuông góc với $AP$ cắt mp$\left( {ACD} \right)$ theo đoạn giao tuyến có độ dài bằng ?

Cho tam giác cân $ABC,$ $AB = AC = a\sqrt 5 $ $BC = 4a.$ Trên nửa đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa tam giác $ABC$ tại $A$ lấy một điểm $D$ sao cho $AD = a\sqrt 3 .$ Người ta cắt hình chóp bằng một mặt phẳng $\left( P \right)$ vuông góc với đường cao $AH$ của tam giác $ABC.$ Thiết diện là hình gì ?

Cho lăng trụ đứng $ABC.A'B'C'$ có đáy là tam giác đều, chiều cao bằng \(\dfrac{1}{2}\) cạnh đáy. Thiết diện của hình lăng trụ và mặt phẳng qua $B'$ vuông góc với $A'C$ là

Cho tứ diện $SABC$ có hai tam giác $\Delta ABC$ và $\Delta SBC$ là hai tam giác đều cạnh $a,\,\,\,SA = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}.$ Gọi $M$ là điểm trên $AB$ sao cho $AM = b{\rm{ }}\left( {0 < b < a} \right).$ $\left( P \right)$ là mặt phẳng qua $M$ và vuông góc với $BC.$ Thiết diện của $\left( P \right)$ và tứ diện $SABC$ có diện tích bằng ?

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều, $O$ là trung điểm của đường cao $AH$ của tam giác $ABC,{\rm{ }}SO$ vuông góc với đáy. Gọi $I$ là điểm tùy ý trên $OH$ (không trùng với $O$ và $H$). mặt phẳng $\left( P \right)$ qua $I$ và vuông góc với $OH$. Thiết diện của $\left( P \right)$ và hình chóp $S.ABC$ là hình gì?

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$ và $SA = SB = SC = b$ (\(a > b\sqrt 2 \)). Gọi $G$ là trọng tâm$\Delta \,ABC$. Xét mặt phẳng $\left( P \right)$ đi qua $A$ và vuông góc với $SC$ tại điểm I nằm giữa $S$ và $C$. Diện tích thiết diện của hình chóp khi cắt bởi mặt phẳng $\left( P \right)$ là

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình vuông cạnh $a.$ Cạnh bên $SA$ vuông góc với $mp\,\,\left( {ABCD} \right),\,\,SA = a\sqrt 2 .$ Gọi $\left( \alpha \right)$ là mặt phẳng qua $A$ và vuông góc với $SB.$ Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ cắt hình chóp theo một thiết diện có diện tích $S.$ Tính $S$ theo $a.$

Cho hình lăng trụ $ABC.A'B'C'$ có đáy $ABC$ là tam giác vuông cân tại $A$ với $BC = a\sqrt 2 $; $AA' = a$ và vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ qua $M$ là trung điểm của $BC$ và vuông góc với $AB'$. Thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình lăng trụ $ABC.A'B'C'$ là:

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình chữ nhật với $AB = a,$ $BC = 2a.$ Tam giác $SAB$ đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ đi qua $S$ vuông góc với $AB.$ Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.

Cho hình chóp đều $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$, tâm $O$; $SO = 2a$. Gọi $M$ là điểm thuộc đoạn $AO{\rm{ }}\,\left( {M \ne A;M \ne O} \right)$. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ đi qua $M$ và vuông góc với $AO$. Đặt $AM = x$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp $S.ABC.$

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a,$ $SA = a$ và vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ qua $A$ và vuông góc với trung tuyến $SI$ của tam giác $SBC$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$, $SA = a$ và vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ qua trung điểm $E$ của $SC$ và vuông góc với $AB$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.

Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$, $\,SA = 2a$ và vuông góc với đáy. Gọi $\left( \alpha \right)$ là mặt phẳng đi qua $B$ và vuông góc với $SC$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình thang vuông tại $A$, đáy lớn $AD = 8$, $BC = 6$, $SA$ vuông góc với mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$, $SA = 6.$ Gọi $M$ là trung điểm $AB.$ Gọi $\left( P \right)$ là mặt phẳng qua $M$ và vuông góc với $AB$. Thiết diện của $\left( P \right)$ và hình chóp có diện tích bằng:

Cho hình chóp đều $S.ABC$ có đáy $ABC$ là tam giác đều cạnh $a$, tâm $O$, đường cao $AA'$; $SO = 2a$. Gọi $M$ là điểm thuộc đoạn $OA'{\rm{ }}\left( {M \ne A';M \ne O} \right)$. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ đi qua $M$ và vuông góc với $AA'$. Đặt $AM = x$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp $S.ABC$.

Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình chữ nhật với $AB = a$, $AD = a\sqrt 3 $. Cạnh bên $SA = 2a$ và vuông góc với đáy. Mặt phẳng $\left( \alpha \right)$ đi qua $A$ vuông góc với $SC$. Tính diện tích $S$ của thiết diện tạo bởi $\left( \alpha \right)$ với hình chóp đã cho.