Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Câu 5:
Gọi độ dài cạnh đáy của mỗi tam giác cân là \( a \) (dm). Ta có diện tích toàn phần của hình chóp tứ giác đều là:
\[ S_{\text{toàn phần}} = S_{\text{đáy}} + 4S_{\text{cạnh}} \]
Diện tích đáy là:
\[ S_{\text{đáy}} = (6 - 2a)^2 \]
Diện tích một mặt bên là:
\[ S_{\text{cạnh}} = \frac{1}{2} \times (6 - 2a) \times \sqrt{a^2 - \left(\frac{6 - 2a}{2}\right)^2} = \frac{1}{2} \times (6 - 2a) \times \sqrt{a^2 - \left(3 - a\right)^2} = \frac{1}{2} \times (6 - 2a) \times \sqrt{6a - 9} \]
Vậy diện tích toàn phần là:
\[ S_{\text{toàn phần}} = (6 - 2a)^2 + 4 \times \frac{1}{2} \times (6 - 2a) \times \sqrt{6a - 9} = (6 - 2a)^2 + 2(6 - 2a)\sqrt{6a - 9} \]
Để tính thể tích của khối chóp, ta cần biết chiều cao của chóp. Chiều cao của chóp là khoảng cách từ đỉnh chóp đến tâm của đáy. Gọi \( h \) là chiều cao của chóp.
Chiều cao của chóp là:
\[ h = \sqrt{a^2 - \left(\frac{6 - 2a}{2}\right)^2} = \sqrt{a^2 - (3 - a)^2} = \sqrt{6a - 9} \]
Thể tích của chóp là:
\[ V = \frac{1}{3} \times S_{\text{đáy}} \times h = \frac{1}{3} \times (6 - 2a)^2 \times \sqrt{6a - 9} \]
Để tìm giá trị lớn nhất của thể tích, ta cần tìm giá trị của \( a \) sao cho \( V \) lớn nhất. Ta có thể sử dụng đạo hàm để tìm cực đại của hàm số này.
\[ V(a) = \frac{1}{3} (6 - 2a)^2 \sqrt{6a - 9} \]
Đạo hàm của \( V \) theo \( a \):
\[ V'(a) = \frac{1}{3} \left[ 2(6 - 2a)(-2) \sqrt{6a - 9} + (6 - 2a)^2 \frac{6}{2\sqrt{6a - 9}} \right] \]
\[ V'(a) = \frac{1}{3} \left[ -4(6 - 2a) \sqrt{6a - 9} + \frac{3(6 - 2a)^2}{\sqrt{6a - 9}} \right] \]
Đặt \( V'(a) = 0 \):
\[ -4(6 - 2a) \sqrt{6a - 9} + \frac{3(6 - 2a)^2}{\sqrt{6a - 9}} = 0 \]
\[ -4(6 - 2a) \sqrt{6a - 9} = -\frac{3(6 - 2a)^2}{\sqrt{6a - 9}} \]
\[ 4(6 - 2a) \sqrt{6a - 9} = \frac{3(6 - 2a)^2}{\sqrt{6a - 9}} \]
\[ 4(6 - 2a) (6a - 9) = 3(6 - 2a)^2 \]
\[ 4(6 - 2a) (6a - 9) = 3(6 - 2a)^2 \]
\[ 4(6a - 9) = 3(6 - 2a) \]
\[ 24a - 36 = 18 - 6a \]
\[ 30a = 54 \]
\[ a = \frac{54}{30} = 1.8 \]
Thay \( a = 1.8 \) vào công thức thể tích:
\[ V = \frac{1}{3} (6 - 2 \times 1.8)^2 \sqrt{6 \times 1.8 - 9} \]
\[ V = \frac{1}{3} (6 - 3.6)^2 \sqrt{10.8 - 9} \]
\[ V = \frac{1}{3} (2.4)^2 \sqrt{1.8} \]
\[ V = \frac{1}{3} \times 5.76 \times 1.3416 \]
\[ V \approx 2.59 \text{ dm}^3 \]
Vậy thể tích của khối chóp có giá trị lớn nhất là khoảng 2.6 dm³.
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.