Bài 7 trang 115 Toán 11 tập 2 - Cánh Diều: Người ta xây dựng một chân tháp bằng bê tông có dạng khối chóp cụt tứ giác đều (Hình...

Đề bài :

Người ta xây dựng một chân tháp bằng bê tông có dạng khối chóp cụt tứ giác đều (Hình 98). Cạnh đáy dưới dài 5 m, cạnh đáy trên dài 2 m, cạnh bên dài 3 m. Biết rằng chân tháp được làm bằng bê tông tươi với giá tiền là 1 470 000 đồng/m . Tính số tiền để mua bê tông tươi làm chân tháp theo đơn vị đồng.

Hướng dẫn giải :

Sử dụng công thức tính thể tích khối chóp cụt đều: \(V = \frac{1}{3}h\left( {S + \sqrt {SS’} + S’} \right)\).

Lời giải chi tiết :

Mô hình hoá chân tháp bằng cụt chóp tứ giác đều \(ABCD.A’B’C’D’\) với \(O,O’\) là tâm của hai đáy. Vậy \(AB = 5,A’B’ = 2,CC’ = 3\).

\(ABCD\) là hình vuông

\( \Rightarrow AC = \sqrt {A{B^2} + B{C^2}} = 5\sqrt 2 \Rightarrow CO = \frac{1}{2}AC = \frac{{5\sqrt 2 }}{2}\)

\(A’B’C’D’\) là hình vuông \( \Rightarrow A’C’ = \sqrt {A’B{‘^2} + B’C{‘^2}} = 2\sqrt 2 \Rightarrow C’O’ = \frac{1}{2}A’C’ = \sqrt 2 \)

Kẻ \(C’H \bot OC\left( {H \in OC} \right)\)

\(OHC’O’\) là hình chữ nhật \( \Rightarrow OH = O’C’ = \sqrt 2 ,OO’ = C’H \Rightarrow CH = OC - OH = \frac{{3\sqrt 2 }}{2}\)

\(\Delta CC’H\) vuông tại \(H \Rightarrow C’H = \sqrt {CC{‘^2} - C{H^2}} = \frac{{3\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow OO’ = C’H = \frac{{3\sqrt 2 }}{2}\)

Diện tích đáy lớn là: \(S = A{B^2} = {5^2} = 25\left( {{m^2}} \right)\)

Diện tích đáy bé là: \(S’ = A’B{‘^2} = {2^2} = 4\left( {{m^2}} \right)\)

Thể tích hình chóp cụt là:

\(V = \frac{1}{3}h\left( {S + \sqrt {SS’} + S’} \right) = \frac{1}{3}.\frac{{3\sqrt 2 }}{2}\left( {25 + \sqrt {25.4} + 4} \right) = \frac{{39\sqrt 2 }}{2}\left( {{m^3}} \right)\)

Số tiền để mua bê tông tươi làm chân tháp là: \(\frac{{39\sqrt 2 }}{2}.1470000 \approx 40538432\) (đồng).