Cho hình lăng trụ \(ABCD.A'B'C'D'\) có đáy là hình chữ nhật, A⁢B=a,A⁢D=43⁢a. Biết \[A'\] cách đều các đỉnh \[A,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} B,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} C\] và cạnh bên \[AA' = a.\] Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng:

Phương pháp giải:

- Gọi \(O = AC \cap BD \Rightarrow O\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\). Chứng minh \(A'O \bot \left( {ABCD} \right)\).

- Sử dụng định lí Pytago tính \(A'O\).

- Tính thể tích \({V_{ABCD.A'B'C'D'}} = A'O.{S_{ABCD}}\).

Giải chi tiết:

Gọi \(O = AC \cap BD \Rightarrow O\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\).

Theo bài ra ta có: Điểm \(A'\) cách đều các đỉnh \(A,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} B,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} C\) nên \(A'O \bot \left( {ABC} \right)\) hay \(A'O \bot \left( {ABCD} \right)\).

\( \Rightarrow A'O \bot AO \Rightarrow \Delta A'AO\) vuông tại \(O\).

Áp dụng định lí Pytago ta có: (AC=A⁢B2+B⁢C2 =a2+16⁢a29=5⁢a3\( \Rightarrow AO = \frac{1}{2}AC = \frac{6}\).

⇒A'⁢O=A'⁢A2-A⁢O2⁢⁢ =a2-25⁢a236⁢ =a⁢116.

\({S_{ABCD}} = AB.AD = a.\frac{4}{3}a = \frac{{4{a^2}}}{3}\).

Vậy \({V_{ABCD.A'B'C'D'}} = A'O.{S_{ABCD}} = \frac{{a\sqrt {11} }}{6}.\frac{{4{a^2}}}{3} = \frac{{2\sqrt {11} {a^3}}}{9}\).