CHO HÌNH LĂNG TRỤ ABC A B C . 1 1 1 CÓ ĐÁY LÀ TAM GIÁC...

Câu 3. Cho hình lăng trụ ABC A B C .

1 1 1

có đáy là tam giác đều cạnh bằng a và

BA = BB = BC = a .

1

1

1

3

a) Tính khoảng cách từ C đến mặt phẳng ( ABB A

1 1

) .

b) Gọi G

1

, G

2

, G

2

lần lượt là trọng tâm các tam giác ABB

1

, ACC

1

, CBB

1

. Tính thể tích khối đa

diện lồi có các đỉnh là các điểm G

1

, G

2

, G

2

, A

1

, B

1

C

1

.

Lời giải

a) Tính khoảng cách từ C đến mặt phẳng ( ABB A

1 1

) .

Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp ∆ ABC

Gọi I là trung điểm A B

1 1

.

 ⊥

A B C I

( )

1 1

1

⇒ ⊥

A B BC I

 ⊥

A B BO

 .

1 1

Kẻ C H

1

BI .

C H

1

A B

1 1

.

⇒ ⊥ .

C H A B BA

1

1 1

CC

1

// ( A B BA

1 1

)

d C A B BA

(

,

(

1 1

) )

=d C A B BA

(

1

,

(

1 1

) )

=C H

1

.

∆ là tam giác đều. Suy ra :

A B C

1 1 1

3C I =a

.

1

22 3C O= C I=a

.

1

1

3 3IO= C O=a

.

1 32 6

2

2

2

2

3 11

a a

BI = BAA I = a − = .

4 2

2

2

a a a

2

2

11 3 2 2

BO = BIIO = − = .

4 36 3

C I BO a

1 1

⇒ = = .

C H BI

. .S

BIC

= C I BO= BI C H

1

1

. 2 2

2 2

11

1

1

1

2 2

d C A B BA = a .

(

1 1

)

, 11

b) Gọi G

1

, G

2

, G

2

lần lượt là trọng tâm các tam giác ABB

1

, ACC

1

, CBB

1

. Tính thể tích khối đa

Qua G

1

kẻ đường thẳng song song với AB cắt A A

1

, B B

1

lần lượt tại MN .

Trong ( B C CB

1 1

) gọi K NG =

3

CC

1

M G K ,

2

, thẳng hàng.

1 . , 2

G G d G G G

S

2 1 . . , 9

G G G

= =

1 2 3

1

3

2

1

3

S MK d N MK

MNK

2

a a2 2 3 3⇒ = = =S

S

G G G

MNK

9 9 4 18

1 2 3

2

3

2

3 7

2

3a a a⇒ + + = − = − =S

S

S

S

S

MG G

KG G

NG G

MNK

G G G

4 18 36

1 2

2 3

1 3

1 2 3

1 2.⇒ + + =  + + V V V BO S

S

S

A MG G

B NG G

C KG G

3 3

MG G

KG G

NG G

1

.

1 2

1

.

1 3

1

.

2 3

1 2

2 3

1 3

2

3

2 2 2 7 3 7 2

= = .

. .

9 3 36 81

2 2 2 2 3 2

0. . .

V = B S

= = .

A B C MNK

MNK

.

3 3 3 4 3

⇒ = − + + =V VV V V

A B C G G G

A B C MNK

A MG G

B NG G

C KG G

1 1 1

.

1 2 3

1 1 1

.

1

.

1 2

1

.

1 3

1

.

2 3

3

2 7

3

2 20

3

2= − =

.

3 81 81