Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

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

Cho tứ diện đều ABCD cạnh a = 12, gọi (P) là mặt phẳng qua B và vuông góc với AD. Thiết diện của (P) và hình chóp có diện tích bằng (giải thích rõ ràng)
2 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
69
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tìm diện tích thiết diện của mặt phẳng (P) qua B và vuông góc với AD trong tứ diện đều ABCD cạnh a = 12, ta thực hiện các bước sau:

1. **Xác định tọa độ các đỉnh của tứ diện đều ABCD:**
- Giả sử A tại gốc tọa độ \( (0, 0, 0) \).
- B tại \( (a, 0, 0) \) tức là \( (12, 0, 0) \).
- C tại \( \left(\frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{2}, 0\right) \) tức là \( \left(6, 6\sqrt{3}, 0\right) \).
- D tại \( \left(\frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{6}, \frac{a\sqrt{6}}{3}\right) \) tức là \( \left(6, 2\sqrt{3}, 4\sqrt{6}\right) \).

2. **Xác định phương trình mặt phẳng (P):**
- Mặt phẳng (P) qua điểm B \( (12, 0, 0) \) và vuông góc với đường thẳng AD.
- Vector chỉ phương của AD là \( \overrightarrow{AD} = \left(6, 2\sqrt{3}, 4\sqrt{6}\right) \).
- Phương trình mặt phẳng (P) có dạng \( 6(x - 12) + 2\sqrt{3}y + 4\sqrt{6}z = 0 \).

3. **Tìm giao điểm của mặt phẳng (P) với các cạnh của tứ diện:**
- Giao điểm của mặt phẳng (P) với cạnh AC:
- Điểm C có tọa độ \( \left(6, 6\sqrt{3}, 0\right) \).
- Tham số hóa AC: \( \left(6t, 6\sqrt{3}t, 0\right) \) với \( 0 \leq t \leq 1 \).
- Thay vào phương trình mặt phẳng (P): \( 6(6t - 12) + 2\sqrt{3}(6\sqrt{3}t) = 0 \).
- Giải phương trình: \( 36t - 72 + 36t = 0 \) => \( 72t = 72 \) => \( t = 1 \).
- Giao điểm là C \( \left(6, 6\sqrt{3}, 0\right) \).

- Giao điểm của mặt phẳng (P) với cạnh BD:
- Điểm D có tọa độ \( \left(6, 2\sqrt{3}, 4\sqrt{6}\right) \).
- Tham số hóa BD: \( \left(12 - 6t, 2\sqrt{3}t, 4\sqrt{6}t\right) \) với \( 0 \leq t \leq 1 \).
- Thay vào phương trình mặt phẳng (P): \( 6(12 - 6t - 12) + 2\sqrt{3}(2\sqrt{3}t) + 4\sqrt{6}(4\sqrt{6}t) = 0 \).
- Giải phương trình: \( -36t + 12t + 96t = 0 \) => \( 72t = 0 \) => \( t = 0 \).
- Giao điểm là B \( (12, 0, 0) \).

- Giao điểm của mặt phẳng (P) với cạnh CD:
- Tham số hóa CD: \( \left(6 + 6t, 6\sqrt{3} - 4\sqrt{3}t, 4\sqrt{6}t\right) \) với \( 0 \leq t \leq 1 \).
- Thay vào phương trình mặt phẳng (P): \( 6(6 + 6t - 12) + 2\sqrt{3}(6\sqrt{3} - 4\sqrt{3}t) + 4\sqrt{6}(4\sqrt{6}t) = 0 \).
- Giải phương trình: \( 36t - 36 + 36 - 24t + 96t = 0 \) => \( 108t = 0 \) => \( t = 0 \).
- Giao điểm là C \( \left(6, 6\sqrt{3}, 0\right) \).

4. **Diện tích thiết diện:**
- Thiết diện là tam giác BCD.
- Sử dụng công thức diện tích tam giác với tọa độ:
- Diện tích tam giác \( \Delta = \frac{1}{2} \left| x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) \right| \).
- Với B \( (12, 0, 0) \), C \( (6, 6\sqrt{3}, 0) \), D \( (6, 2\sqrt{3}, 4\sqrt{6}) \).
- Diện tích tam giác BCD:
\[
\Delta = \frac{1}{2} \left| 12(6\sqrt{3} - 2\sqrt{3}) + 6(2\sqrt{3} - 0) + 6(0 - 6\sqrt{3}) \right| = \frac{1}{2} \left| 12(4\sqrt{3}) + 12\sqrt{3} - 36\sqrt{3} \right| = \frac{1}{2} \left| 48\sqrt{3} + 12\sqrt{3} - 36\sqrt{3} \right| = \frac{1}{2} \left| 24\sqrt{3} \right| = 12\sqrt{3}.
\]

Vậy diện tích thiết diện của mặt phẳng (P) và tứ diện đều ABCD là \( 12\sqrt{3} \).
5
0
Ngọc Mai
02/07 15:12:50
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
1
1
Antony
02/07 15:42:43
+4đ tặng
Antony
chấm điểm nhee bạn

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×