Cho hình trụ có (O, O' ) là tâm hai đáy. Xét hình chữ nhật ABCD có A, B cùng thuộc (O) và (C, D ) cùng thuộc (O' ) sao cho \( AB = a\sqrt 3 , BC = 2a\) đồng thời (ABCD) tạo với mặt phẳng đáy hình trụ góc 600. Thể tích khối trụ bằng:
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi M,N lần lượt là trung điểm của CD,AB và II là trung điểm của OO′
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l} (ABCD) \cap (O'CD) = CD\\ IM \subset (ABCD),IM \bot CD\\ O'M \subset (O'CD),O'M \bot CD \end{array} \right. \to \Rightarrow \angle \left( {\left( {ABCD} \right);\left( {O'BC} \right)} \right) = \angle \left( {IM;O'M} \right) = \angle IMO' = {60^0}\)
Ta có: \( MN = BC = 2a \Rightarrow IM = \frac{1}{2}MN = a\)
Xét tam giác vuông O′IM có:
\(\begin{array}{l} O'M = IM.\cos {60^0} = \frac{a}{2}\\ O'I = IM.\sin {60^0} = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \end{array}\)
⇒ Chiều cao của khối trụ là \( h = OO' = 2O'I = a\sqrt 3 \)
Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông O′CM có:
\( O'C = \sqrt {O'{M^2} + C{M^2}} = \sqrt {\frac{{{a^2}}}{4} + \frac{{3{a^2}}}{4}} = a\)
⇒ Bán kính đáy của khối trụ là r=O′C=a
Vậy thể tích của khối trụ là: \( V = \pi {r^2}h = \pi .{a^2}.a\sqrt 3 = \pi {a^3}\sqrt 3 \)
Đáp án cần chọn là: A