Chương 1: KHỐI ĐA DIỆN

NH

Cho hình lăng trụ đều ABCD.A'B'C'D' có cạnh bằng a. Các điểm E, F thay đổi lần lượt thuộc các cạnh BB', DD' sao cho \(\left(EAC\right)\perp\left(FAC\right)\). Tìm giá trị nhỏ nhất của \(V_{ACEF}?\)

NL
6 tháng 4 2022 lúc 7:33

Gọi O là giao điểm AC và BD

Do lăng trụ đều \(\Rightarrow AC\perp\left(BDD'B'\right)\Rightarrow AC\perp\left(EOF\right)\)

\(V_{ACEF}=V_{AOEF}+V_{COEF}=2V_{AOEF}=\dfrac{2}{3}AO.S_{OEF}=\dfrac{a\sqrt{2}}{3}.S_{OEF}\)

Đặt \(BE=x;\) \(DF=y\), trên BB' lấy G sao cho \(BG=DF=y\)

\(\Rightarrow FG=BD=a\sqrt{2}\) và \(EG=\left|x-y\right|\)

 \(\Rightarrow EF=\sqrt{EG^2+FG^2}=\sqrt{2a^2+\left(x-y\right)^2}\)

\(OE=\sqrt{OB^2+BE^2}=\sqrt{\dfrac{a^2}{2}+x^2}\) ; \(OF=\sqrt{OD^2+DF^2}=\sqrt{\dfrac{a^2}{2}+y^2}\)

Do \(\left(EAC\right)\perp\left(FAC\right)\Rightarrow OE\perp OF\)

\(\Rightarrow OE^2+OF^2=EF^2\)

\(\Rightarrow a^2+x^2+y^2=2a^2+\left(x-y\right)^2\Rightarrow xy=\dfrac{a^2}{2}\)

\(S_{OEF}=\dfrac{1}{2}OE.OF=\dfrac{1}{2}\sqrt{\left(\dfrac{a^2}{2}+x^2\right)\left(\dfrac{a^2}{2}+y^2\right)}=\dfrac{1}{2}\sqrt{\dfrac{a^4}{4}+\left(xy\right)^2+\dfrac{a^2}{2}\left(x^2+y^2\right)}\)

\(=\dfrac{1}{2}\sqrt{\dfrac{a^4}{2}+\dfrac{a^2}{2}\left(x^2+y^2\right)}\ge\dfrac{1}{2}\sqrt{\dfrac{a^4}{2}+\dfrac{a^2}{2}.2xy}=\dfrac{1}{2}\sqrt{\dfrac{a^4}{2}+a^2.\dfrac{a^2}{2}}=\dfrac{a^2}{2}\)

\(\Rightarrow V_{ACEF}\ge\dfrac{a\sqrt{2}}{3}.\dfrac{a^2}{2}=\dfrac{a^3\sqrt{2}}{6}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(x=y=\dfrac{a\sqrt{2}}{2}\)

Bình luận (0)
NL
6 tháng 4 2022 lúc 7:33

undefined

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
LN
Xem chi tiết
NH
Xem chi tiết
NH
Xem chi tiết
HP
Xem chi tiết
NH
Xem chi tiết
MB
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
NK
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết