Một tháp trưng bày nghệ thuật có dạng khối chóp với đỉnh là và đáy là một hình bình hành. Chiều cao của tháp là 9 mét, diện tích đáy là . Trên mỗi mặt bên của tháp, người ta thiết kế đặt một đèn trang trí có vị trí tại đúng trọng tâm của mặt đó. Gọi , , và lần lượt là trọng tâm của các mặt bên , , và . Ngoài ra, hai cột trang trí được đặt tại các điểm và . Hãy giúp người kỹ sư tính thể tích không gian bên trong của khối đa diện lồi được tạo thành bởi các điểm , , , , và (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).

Đáp án chính thức: 5.56
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Chọn hệ trục: đáy ABCD nằm trong mặt phẳng z=0, S có cao độ 9 (chiều cao tháp h=9, S_ABCD=10 m²). Vì M, N, P, Q là trọng tâm các mặt bên nên mỗi điểm có dạng (S + hai đỉnh đáy)/3, do đó tất cả đều nằm trong mặt phẳng z = 9/3 = 3. Hơn nữa: M−N = (A−C)/3 và N−P = (B−D)/3, nên MNPQ là hình bình hành có hai cạnh song song và bằng 1/3 hai đường chéo AC, BD của đáy, tức diện tích S_{MNPQ} = |AC×BD|/9 = 2·S_{ABCD}/9 = 20/9 m². Khối đa diện lồi cần tính là bao lồi của đoạn BD (nằm trong z=0) và hình bình hành MNPQ (nằm trong z=3), nên nó là hợp các đoạn nối conv(BD) với MNPQ: mặt cắt tại cao độ z = 3t (0≤t≤1) là tổng Minkowski (1−t)·BD ⊕ t·MNPQ, có diện tích A(t) = t²·(20/9) + 2t(1−t)·V(BD, MNPQ), trong đó hỗn hợp diện tích V(BD, MNPQ) = ½·|BD|·(bề rộng của MNPQ theo phương vuông góc BD). Vì cạnh của MNPQ gồm AC/3 và BD/3, bề rộng vuông góc BD là |AC·n|/3 với n⊥BD, cho |BD|·(bề rộng) = 2|AC×BD|/(3·1)·... = 2·S_{ABCD}/3 = 20/3, suy ra V(BD, MNPQ) = 10/3. Do đó thể tích: V = 3∫₀¹ [ (20/9)t² + (20/3)t(1−t) ] dt = 3[ 20/27 + 10/9 ] = 3·50/27 = 50/9 ≈ 5.5556. Kết quả không phụ thuộc vị trí hình chiếu của S (chỉ phụ thuộc chiều cao và diện tích đáy). Vậy thể tích cần tìm ≈ 5.56 m³.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Khảo Sát Học Sinh Giỏi Toán 12 Liên Trường THPT Đà Nẵng

22 câu hỏi•Thời gian 90 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết
Làm trọn bộ đề thi này

Các câu hỏi khác trong đề (22 câu)

Xem toàn bộ đề →
Câu 1:Giá trị lớn nhất của hàm số y= 2 x + 2 x + 4 là
Xem →
Câu 2:Cho tứ diện OABC có ba cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc và OA=OB=OC=a. Gọi M là trung điểm cạnh AB. Góc tạo bởi hai vectơ BC và OM bằng
Xem →
Câu 3:Biết = 3 2 và 2 < < . Giá trị của P= (2 - 3 ) là
Xem →
Câu 4:Trong không gian chọn hệ trục tọa độ Oxyz cho trước, đơn vị đo là kilômét, ra đa phát hiện một máy bay chiến đấu X di chuyển với vận tốc và
Xem →
Câu 5:Cho tứ diện ABCD. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của AD và BC, G là trọng tâm tam giác BCD. Chọn phát biểu đúng.
Xem →
Câu 6:Biết đồ thị hàm số y=a x (a>0,\ a 1) và đồ thị hàm số y= b x (b>0,\ b 1) cắt nhau tại điểm A ( 1 2 ;2 ). Tính giá trị của biểu thức T=a 2+2b
Xem →
Câu 7:Cho lăng trụ đứng tam giác ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, AB=AC=a và cạnh bên AA'=a 2 . Khi đó góc giữa hai đường thẳng
Xem →
Câu 8:Thời gian truy cập internet mỗi buổi tối của một số học sinh được cho trong bảng sau Thời gian (phút) [15; 18) [18; 21) [21; 24) [24; 27) [2
Xem →
Câu 9:Trong không gian Oxyz, cho A(-3;5;15), B(20;-8;13), C(22;-37;18). Xác định tọa độ vectơ u =3 AB -5 AC .
Xem →
Câu 10:Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hình hộp ABCD.A'B'C'D' có các đỉnh A'(3;5;-6), C'(4;5;-5), B(2;1;2), D(1;-1;1). Tìm tọa độ đỉn
Xem →
Câu 11:Cho dãy số (u n) xác định bởi Số hạng u 2026 của dãy số là:
Xem →
Câu 12:Tìm tất cả các giá trị của tham số m để bất phương trình sau nghiệm đúng với mọi x thuộc R .
Xem →
Câu 13:Câu trắc nghiệm đúng sai gồm các ý a), b), c), d).
Xem →
Câu 14:Trong một công ty có 50 nhân viên, trong đó có 37 người thích chơi bóng bàn, 28 người thích chơi cầu lông. Chọn ngẫu nhiên một nhân viên tro
Xem →
Câu 15:Câu trắc nghiệm đúng sai gồm các ý a), b), c), d).
Xem →
Một tháp trưng bày nghệ thuật có dạng khối chóp với đỉnh là S và đáy... - Đáp Án & Lời Giải | dethichuan.com