Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A′B′C′D′ có AB = a, BC = b, AA′ = c. Gọi E và F lần lượt là những điểm thuộc cạnh BB′ và DD′ sao cho \(BE = \frac{1}{2}EB',DF = \frac{1}{2}FD'\). Mặt phẳng (AEF) chia khối hộp chữ nhật ABCD.A′B′C′D′ thành hai khối đa diện (H) và (H′). Gọi (H′) là khối đa diện chứa đỉnh A′. Hãy tính thể tích của (H) và tỉ số thể tích của (H) và (H′).
Gọi \(I = CC' \cap \left( {AEF} \right)\)
Vì \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\left( {AEF} \right) \cap \left( {ABB'A'} \right) = AE}\\
{\left( {AEF} \right) \cap \left( {CDD'C'} \right) = FI}\\
{\left( {ABB'A'} \right)\parallel \left( {CDD'C'} \right)}
\end{array}} \right.\)
Nên AE // FI.
Tương tự AF // EI nên tứ giác AEIF là hình bình hành.
Trên cạnh C lấy điểm J sao cho CJ = DF.
Dễ thấy FJ // CD // AB FI = CD = AB
Nên ABJF là hình bình hành \( \Rightarrow AF//BJ,AF = BJ\).
Suy ra EI // BJ, EI = BJ hay EBJI là hình bình hành \( \Rightarrow BE = JI\).
Từ đó suy ra \(IJ = EB = DF = JC = \frac{c}{3}\)
Ta có \({S_{BCIE}} = \frac{1}{2}\left( {\frac{{c + 2c}}{3}} \right)b = \frac{{bc}}{2},\)
\({S_{DCIF}} = \frac{1}{2}\left( {\frac{{c + 2c}}{3}} \right)a = \frac{{ac}}{2}\)
Nên \({V_{(H)}} = {V_{A.BCIE}} + {V_{A.DCIF}} \)
\(= \frac{1}{3}.\frac{{bc}}{2}.a + \frac{1}{3}.\frac{{ac}}{2}.b = \frac{{abc}}{3}\)
Lại có:
\({V_{ABCD.A'B'C'D'}} = abc \Rightarrow {V_{(H')}} = \frac{2}{3}abc\)
\( \Rightarrow \frac{{{V_{(H)}}}}{{{V_{(H')}}}} = \frac{1}{2}\)
-- Mod Toán 12
Copyright © 2021 HOCTAP247