Câu 37208 - Tự Học 365
Câu hỏi Vận dụng cao

Cho tam giác nhọn \(ABC\). Khi quay \(ABC\) quanh các cạnh \(BC,CA,AB\) ta được các hình tròn xoay có thể tích lần lượt là \(\dfrac{{3136\pi }}{5},\dfrac{{9408\pi }}{{13}},672\pi \). Tính diện tích tam giác \(ABC\) ?


Đáp án đúng: a
Luyện tập khác

Phương pháp giải

- Lập các công thức tính thể tích mỗi khối nón theo \(a,b,c,S\)

- Từ đó suy ra tỉ số \(a:b:c\) và tính diện tích tam giác.

Xem lời giải

Lời giải của Tự Học 365

Vẽ $AH \bot BC$ tại $H,D$ đối xứng với $A$ qua $H$

Thể tích khối tròn xoay thu được khi quay $\Delta ABC$ quanh cạnh $BC$ bằng tổng thể tích hai khối nón có chung đường tròn đáy bán kính $AH$. Ta có:

$\dfrac{{3136\pi }}{5} = {V_a} = \dfrac{1}{3}\pi A{H^2}.BH + \dfrac{1}{3}\pi A{H^2}.CH$$ = \dfrac{1}{3}\pi A{H^2}.BC = \dfrac{1}{3}\pi .a.h_a^2$

\( \Rightarrow a{V_a} = \dfrac{1}{3}\pi {a^2}h_a^2 = \dfrac{1}{3}\pi {\left( {2S} \right)^2} = \dfrac{{4\pi }}{3}{S^2}\) với \(S = {S_{ABC}}\).

Tương tự ta có

$\dfrac{{9408\pi }}{{13}} = {V_b} = \dfrac{1}{3}\pi .b.h_b^2 \Rightarrow b{V_b} = \dfrac{{4\pi }}{3}{S^2}$

$672\pi  = {V_c} = \dfrac{1}{3}\pi .c.h_c^2 \Rightarrow c{V_c} = \dfrac{{4\pi }}{3}{S^2}$

$ \Rightarrow a.{V_a} = b.{V_b} = c.{V_c} = \dfrac{{4\pi }}{3}{S^2}\;\left( * \right)$

$ \Rightarrow a:b:c = \dfrac{1}{{{V_a}}}:\dfrac{1}{{{V_b}}}:\dfrac{1}{{{V_c}}} = 15:13:14$

Đặt $a = 15k;b = 13k;c = 14k$. Theo công thức Hêrông, ta có

${S_{ABC}} = \sqrt {p\left( {p - a} \right)\left( {p - b} \right)\left( {p - c} \right)}  = \sqrt {7056{k^2}}  = 84k$ với $p = \dfrac{{a + b + c}}{2} = 21k$

Từ (*) suy ra $\dfrac{{3{V_a}}}{\pi } = \dfrac{{{{\left( {2{S_{ABC}}} \right)}^2}}}{a} \Rightarrow \dfrac{{9408}}{5} = \dfrac{{{{\left( {168k} \right)}^2}}}{{15k}} \Rightarrow k = 1 \Rightarrow {S_{ABC}} = 84$

Đáp án cần chọn là: a

Toán Lớp 12