Giải bài tập Bài 8 trang 117 Toán 11 Tập 2 | Toán 11 - Cánh diều
Hướng dẫn giải chi tiết từng bước bài tập Bài 8 trang 117 Toán 11 Tập 2. Bài tập cuối chương 8. Toán 11 - Cánh diều
Đề bài:
Đền Kukulcan (Hình 101) là một kim tự tháp Trung Mỹ nằm ở khu di tích Chichen Itza, Mexico, được người Maya xây vào khoảng từ thế kỉ IX đến thế kỉ XII. Phần thân của đền, không bao gồm ngôi đền nằm phía trên, có dạng một khối chóp cụt tứ giác đều (không tính cầu thang và coi các mặt bên là phẳng) với độ dài đáy dưới là 55,3 m, chiều cao là 24 m, góc giữa cạnh bên và mặt phẳng đáy là khoảng 47°.
(Nguồn: https://vi.wikipedia.org)
Tính thể tích phần thân của ngôi đền có dạng khối chóp cụt tứ giác đều đó theo đơn vị mét khối (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).
Đáp án và cách giải chi tiết:
Mô tả phần thân của đền Kukulcan trong bài toán bằng khối chóp cụt tứ giác đều ABCD.A’B’C’D’, với O và O’ lần lượt là tâm của hai đáy ABCD và A’B’C’D’.
Như vậy ta có:
⦁ ABCD là hình vuông cạnh 55,3 có diện tích SABCD = 55,32 = 3 058,09 (m2);
⦁ A’B’C’D’ là hình vuông;
⦁ Các cạnh bên A’A, B’B, C’C, D’D tạo với mặt đáy bằng 47°;
⦁ OO’ vuông góc với (ABCD) và (A’B’C’D’) và OO’ = 24 (m).
Do ABCD là hình vuông nên 
, do đó tam giác ABC vuông tại B.
Áp dụng định lí Pythagore vào tam giác ABC vuông tại B có:
AC2 = AB2 + BC2 = 55,32 + 55,32 = 2 . 55,32.
Suy ra 
Do đó 
(do O là tâm hình vuông ABCD).
Dễ thấy: (ABCD) ∩ (A’C’CA) = AC;
(A’B’C’D’) ∩ (A’C’CA) = A’C’.
Mà (ABCD) // (A’B’C’D’).
Suy ra AC // A’C’ hay A’C’CA là hình thang.
Xét hình thang A’C’CA, kẻ C’H ⊥ AC (H ∈ AC).
Vì OO’ ⊥ (ABCD) và AC ⊂ (ABCD) nên OO’ ⊥ AC.
Do đó C’H // OO’ (cùng vuông góc với AC).
Mà O’C’ // OH (do A’C’ // AC)
Suy ra O’C’HO là hình bình hành.
Do đó: C’H = OO’ = 24 (m) và OH = O’C’.
Vì OO’ ⊥ (ABCD) và OO’ // C’H nên C’H ⊥ (ABCD).
Suy ra CH là hình chiếu của CC’ trên (ABCD).
Khi đó, góc giữa cạnh bên CC’ và mặt phẳng đáy bằng 
.
Xét tam giác C’HC vuông tại H (do C’H ⊥ AC) có:
Suy ra 
Suy ra O’C’ = OH = OC – HC ≈ 39,1 – 22,38 = 16,72.
Ta có A’C’ = 2O’C ≈ 2.16,72 = 33,44 (do O’ là tâm hình vuông A’B’C’D’).
Vì A’B’C’D’ là hình vuông nên 
và A’B’ = B’C’.
Suy ra tam giác A’B’C’ vuông cân tại B’.
Áp dụng định lí Pythagore trong tam giác A’B’C’ vuông cân tại B’ có:
A’B’2 + B’C’2 = A’C’2 hay 2A’B’2 = A’C’2
Suy ra 
Diện tích hình vuông A’B’C’D’ cạnh 23,65 là: S A’B’C’D’ ≈ 23,652 = 559,3225 (m2).
Như vậy, thể tích khối chóp cụt tứ giác đều ABCD.A’B’C’D’ với chiều cao OO’ = 24 và diện tích hai đáy SABCD = 3 058,09; SA’B’C’D’ = 559,3225 là:
Vậy thể tích phần thân ngôi đền đã cho gần bằng 39 402,06 m3.
Nguồn: giaitoanhay.com
Tổng số đánh giá:
Xếp hạng: / 5 sao