Bài 40 trang 10 SBT Hình học 12 Nâng cao

Đề bài

Tính thể tích khối tứ diện ABCD có các cặp cạnh đối bằng nhau :

\(AB=CD=a, AC=BD=b,AD=BC=c\)

Lời giải chi tiết

Dựng tứ diện APQR sao cho B, C, D lần lượt là trung điểm của các cạnh QR, RP, PQ.

Ta có \(AD = BC = {1 \over 2}PQ\) mà D là trung điểm của PQ nên \(AQ \bot {\rm{AP}}{\rm{.}}\)

Chứng minh tương tự, ta cũng có \(AQ \bot {\rm{AR}},{\rm{AR}} \bot AP.\)

Dễ thấy :

\({V_{ABCD}} = {1 \over 4}{V_{APQR}} = {1 \over 4}.{1 \over 6}.AP.AQ.{\rm{AR}}( * )\)

Xét các tam giác vuông \(APQ,AQR,ARP,\) ta có

\(A{P^2} + A{Q^2} = 4{c^2},\)

\(A{Q^2} + {\rm{A}}{{\rm{R}}^2} = 4{a^2},\)

\({\rm{A}}{{\rm{R}}^2} + A{P^2} = 4{b^2}.\)

Từ đó suy ra :

\(\eqalign{  & AP = \sqrt 2 .\sqrt { - {a^2} + {b^2} + {c^2}} ,\cr&AQ = \sqrt 2 \sqrt {{a^2} - {b^2} + {c^2}} ,  \cr  & {\rm{A}}{{\rm{R}}} = \sqrt 2 \sqrt {{a^2} + {b^2} - {c^2}} . \cr} \)

Vậy từ \(\left(  *  \right)\) ta suy ra :

Xemloigiai.com