Trang đã được tối ưu để hiển thị nhanh cho thiết bị di động. Để xem nội dung đầy đủ hơn, vui lòng click vào đây.

Bài 17 trang 56 SBT Hình học 12 Nâng cao

Câu hỏi: Trong số các hình chóp tam giác đều ngoại tiếp một mặt cầu bán kính r cho trước, tìm hình chóp có diện tích toàn phần nhỏ nhất.
Lời giải chi tiết

Kí hiệu cạnh đáy của hình chóp là a, chiều cao là h, thể tích khối chóp là V, diện tích toàn phần là Stp​ thì , tức là . Vậy Stp​ nhỏ nhất khi và chỉ khi V nhỏ nhất.
Mặt khác, cũng từ hệ thức , ta có hệ thức liên hệ giữa a, hr

Gọi M là trung diểm của BC và đặt = (đó là góc giữa mp(SBC)mp(ABC), cũng là góc giữa mặt bên và mặt đáy của hình chóp). Khi ấy

Thay (2) vào (1), ta có từ đó thay vào (2), ta có
Suy ra
Vậy

với .
Xét hàm số thì V nhỏ nhất khi và chỉ khi f(t) nhỏ nhất.
Ta có:


Xét bảng biến thiên sau

Vậy f(t) đạt giá trị nhỏ nhất khi và chỉ khi , tức là
Khi đó h=4r, từ đó
Vậy khi , thì diện tích toàn phần của hình chóp đạt giá trị nhỏ nhất.