Bài tập số 5, trang 86 SGK Toán 11 Tập 2 (Chân trời sáng tạo) yêu cầu tính thể tích của khối chóp cụt tam giác đều. Đây là một ứng dụng trực tiếp của công thức tính thể tích khối chóp cụt, trong đó diện tích đáy lớn ($S$), diện tích đáy nhỏ ($S'$), và chiều cao ($h$) là các yếu tố cần thiết.
Bài 5 trang 86 Toán 11 tập 2 Chân trời sáng tạo:
Thể tích của khối chóp cụt tam giác đều có cạnh đáy lớn bằng 2a, cạnh đáy nhỏ bằng a và chiều cao bằng $\frac{a\sqrt{6}}{3}$ là
A. $\frac{7\sqrt{2}}{8}a^3$ B. $\frac{\sqrt{2}}{4}a^3$
C. $\frac{7\sqrt{2}}{12}a^3$ D. $\frac{7\sqrt{3}}{4}a^3$
Phân Tích và Hướng Dẫn Giải:
Công thức Thể tích Khối Chóp Cụt:
$V = \frac{1}{3} \cdot h \cdot (S + \sqrt{S \cdot S'} + S')$
Trong đó:
$h$: chiều cao.
$S$: diện tích đáy lớn.
$S'$: diện tích đáy nhỏ.
Công thức Diện tích Đáy Đều: Vì đây là khối chóp cụt tam giác đều, diện tích của cả hai đáy được tính theo công thức diện tích tam giác đều cạnh $x$:
$S_x = \frac{x^2\sqrt{3}}{4}$
Giải bài 5 trang 86 Toán 11 tập 2 Chân trời sáng tạo:
* Đáp án: C.
Diện tích đáy lớn là: $S=\frac{(2a)^2\sqrt{3}}{4}=a^2\sqrt{3}$
Diện tích đáy bé là: $S'=\frac{(a)^2\sqrt{3}}{4}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}$
Thể tích của bồn chứa là:
$V=\frac{1}{3}.h.\left ( S+\sqrt{S.S'}+S' \right )$
$=\frac{1}{3}.\frac{a\sqrt{6}}{3}.\left ( a^2\sqrt{3} +\sqrt{a^2\sqrt{3}.\frac{a^2\sqrt{3}}{4}}+\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\right )$ $=\frac{7\sqrt{2}}{12}a^3$