Câu hỏi: Cho hình vuông ABCDvà ABEFcó cạnh bằng 1, lần lượt nằm trên hai mặt phẳng vuông góc với nhau. Gọi Slà điểm đối xứng với Bqua đường thẳng DE. Tính thể tích của khối đa diện ABCDSEF.
A. $\dfrac{7}{6}$
B. $\dfrac{2}{3}$
C. $\dfrac{11}{12}$
D. $\dfrac{5}{6}$
Phương pháp:
Phân chia khối đa diện: ${{V}_{ABCD.SEF}}={{V}_{C.BDSE}}+{{V}_{F.BDSE}}+{{V}_{ABDF}}={{V}_{1}}+{{V}_{2}}+{{V}_{3}}$
Cách giải:
Ta có: ${{V}_{ABCD.SEF}}={{V}_{C.BDSE}}+{{V}_{F.BDSE}}+{{V}_{ABDF}}={{V}_{1}}+{{V}_{2}}+{{V}_{3}}.~$
Gọi O= AC⋂ BDta có AC⊥ BDtại O.
Gọi BS⋂ DE= H⇒ BS⊥ EDtại H.
Ta có: $\left\{ \begin{aligned}
& \left( ABCD \right)\bot \left( ABEF \right) \\
& \left( ABCD \right)\cap \left( ABEF \right)=AB \\
& BE\subset (ABCD);BE\bot AB \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow BE\bot \left( ABCD \right)~.$
Do đó $\left\{ \begin{aligned}
& CA\bot BD \\
& CA\bot BE \\
\end{aligned} \right.~ $ ⇒ $ CA\bot \left( BDSE \right).~$
Vì ABCDlà hình vuông cạnh 1 nên $BD=\sqrt{2}.~$
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông BDEcó:
$BH=\dfrac{BE.BD}{\sqrt{B{{E}^{2}}+B{{D}^{2}}}}~=\dfrac{1.\sqrt{2}}{\sqrt{{{1}^{2}}+~{{\left( \sqrt{2} \right)}^{2}}}}=\dfrac{\sqrt{6}}{3}\Rightarrow BS=2BH=\dfrac{2\sqrt{6}}{3}.~$
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông BDEcó: $DE=\sqrt{B{{E}^{2}}+B{{D}^{2}}}={{1}^{2}}+{{\left( \sqrt{2} \right)}^{2}}=\sqrt{3}.~$
$\Rightarrow {{S}_{BDSE}}=\dfrac{1}{2}BS.DE=\dfrac{1}{2}.\dfrac{2\sqrt{6}}{3}.\sqrt{3}=\sqrt{2}.~$
$\Rightarrow {{V}_{1}}={{V}_{C.BDSE}}=\dfrac{1}{3}.CO.{{S}_{BCSE}}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{\sqrt{2}}{2}.\sqrt{2}=\dfrac{1}{3}.~$
Ta có: $AF||\left( BDSE~ \right)\Rightarrow d\left( F;BDSE \right)=d\left( A;BDSE \right)=AO=\dfrac{\sqrt{2}}{2}.$
$\Rightarrow {{V}_{2}}={{V}_{F.CDSE}}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{\sqrt{2}}{2}.\sqrt{2}=\dfrac{1}{3}.~$
${{V}_{ABDF}}=\dfrac{1}{3}. FA.\dfrac{1}{2}.AB.AD=\dfrac{1}{6}.~$
Vậy ${{V}_{ABCD.SEF}}=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6}.~$
A. $\dfrac{7}{6}$
B. $\dfrac{2}{3}$
C. $\dfrac{11}{12}$
D. $\dfrac{5}{6}$
Phương pháp:
Phân chia khối đa diện: ${{V}_{ABCD.SEF}}={{V}_{C.BDSE}}+{{V}_{F.BDSE}}+{{V}_{ABDF}}={{V}_{1}}+{{V}_{2}}+{{V}_{3}}$
Cách giải:
Ta có: ${{V}_{ABCD.SEF}}={{V}_{C.BDSE}}+{{V}_{F.BDSE}}+{{V}_{ABDF}}={{V}_{1}}+{{V}_{2}}+{{V}_{3}}.~$
Gọi O= AC⋂ BDta có AC⊥ BDtại O.
Gọi BS⋂ DE= H⇒ BS⊥ EDtại H.
Ta có: $\left\{ \begin{aligned}
& \left( ABCD \right)\bot \left( ABEF \right) \\
& \left( ABCD \right)\cap \left( ABEF \right)=AB \\
& BE\subset (ABCD);BE\bot AB \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow BE\bot \left( ABCD \right)~.$
Do đó $\left\{ \begin{aligned}
& CA\bot BD \\
& CA\bot BE \\
\end{aligned} \right.~ $ ⇒ $ CA\bot \left( BDSE \right).~$
Vì ABCDlà hình vuông cạnh 1 nên $BD=\sqrt{2}.~$
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông BDEcó:
$BH=\dfrac{BE.BD}{\sqrt{B{{E}^{2}}+B{{D}^{2}}}}~=\dfrac{1.\sqrt{2}}{\sqrt{{{1}^{2}}+~{{\left( \sqrt{2} \right)}^{2}}}}=\dfrac{\sqrt{6}}{3}\Rightarrow BS=2BH=\dfrac{2\sqrt{6}}{3}.~$
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông BDEcó: $DE=\sqrt{B{{E}^{2}}+B{{D}^{2}}}={{1}^{2}}+{{\left( \sqrt{2} \right)}^{2}}=\sqrt{3}.~$
$\Rightarrow {{S}_{BDSE}}=\dfrac{1}{2}BS.DE=\dfrac{1}{2}.\dfrac{2\sqrt{6}}{3}.\sqrt{3}=\sqrt{2}.~$
$\Rightarrow {{V}_{1}}={{V}_{C.BDSE}}=\dfrac{1}{3}.CO.{{S}_{BCSE}}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{\sqrt{2}}{2}.\sqrt{2}=\dfrac{1}{3}.~$
Ta có: $AF||\left( BDSE~ \right)\Rightarrow d\left( F;BDSE \right)=d\left( A;BDSE \right)=AO=\dfrac{\sqrt{2}}{2}.$
$\Rightarrow {{V}_{2}}={{V}_{F.CDSE}}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{\sqrt{2}}{2}.\sqrt{2}=\dfrac{1}{3}.~$
${{V}_{ABDF}}=\dfrac{1}{3}. FA.\dfrac{1}{2}.AB.AD=\dfrac{1}{6}.~$
Vậy ${{V}_{ABCD.SEF}}=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6}.~$
Đáp án D.