Cho hình chóp cụt đều ABC.A'B'C' với đáy lớn ABC có cạnh bằng a. Đáy nhỏ A'B'C' có cạnh bằng \(\frac{a}{2}\), chiều cao \(OO' = \frac{a}{2}\). Khẳng định nào sau đây sai?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Đáp án A đúng.
+ Gọi I là trung điểm của BC.
Từ giả thiết dễ dàng chỉ ra được \(\frac{{AA'}}{{SA}} = \frac{{OO'}}{{SO}} = \frac{1}{2} \Rightarrow SO = 2OO' = a\)
Mặt khác \(\Delta ABC\) là tam giác đều cạnh a, có AI là đường trung tuyến \(\Rightarrow AI = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow AO = \frac{2}{3}.\frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\).
Áp dụng định lý Pytago trong \(\Delta SOA\) vuông tại O ta có:
\(S{A^2} = S{O^2} + A{O^2} = {a^2} + {\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{3}} \right)^2} = \frac{{12{a^2}}}{9} \Rightarrow SA = \frac{{2a\sqrt 3 }}{3}\)
\(\Rightarrow AA' = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\)
Vì ABC.A'B'C' là hình chóp cụt đều nên \(AA' = BB' = CC' = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\) ⇒ đáp án B sai.
+ Ta có: \(\left( {SBC} \right) \cap \left( {ABC} \right) = BC\). Vì \(\Delta SBC\) cân tại S và I là trung điểm của BC nên suy ra \(SI \bot BC\).
Mặt khác \(\Delta ABC\) là tam giác đều có I là trung điểm của \(BC \Rightarrow AI \bot BC\)
\( \Rightarrow \left( {\left( {SBC} \right),\left( {ABC} \right)} \right) = \left( {SI,AI} \right) = \left( {SI,OI} \right) = \widehat {SIO}\)⇒ đáp án C đúng.
+ Ta có:
\(\frac{{{S_{\Delta ABC}}}}{{{S_{\Delta A'B'C'}}}} = \frac{{\frac{1}{2}.AB.AC.\sin A}}{{\frac{1}{2}.A'B'.A'C'.\sin A'}} = \frac{{AB.AC}}{{A'B'.A'C'}} = \frac{{2A'B'.2A'C'}}{{A'B'.A'C'}} = 4\)
⇒ Đáp án D đúng.