dm sao cho các viên bi đều tiếp xúc với đáy, đôi một tiếp xúc nhau và tiếp xúc với đường sinh của bình. Người ta đổ đầy nước vào rồi đặt lên miệng bình một khối lập phương đặc, sao cho đường chéo có phương vuông góc với mặt đáy của bình và các cạnh tiếp xúc với miệng bình (xem hình vẽ). Sau đó quan sát thấy lượng nước tràn ra ngoài bằng lượng nước ban đầu có trong bình. Giả sử chiều dày của vỏ bình không đáng kể, hỏi thể tích của bình thủy tinh gần nhất với số nào sau đây?
131.PNG"> dm sao cho các viên bi đều tiếp xúc với đáy, đôi một tiếp xúc nhau và tiếp xúc với đường sinh của bình. Người ta đổ đầy nước vào rồi đặt lên miệng bình một khối lập phương đặc, sao cho đường chéo có phương vuông góc với mặt đáy của bình và các cạnh tiếp xúc với miệng bình (xem hình vẽ). Sau đó quan sát thấy lượng nước tràn ra ngoài bằng lượng nước ban đầu có trong bình. Giả sử chiều dày của vỏ bình không đáng kể, hỏi thể tích của bình thủy tinh gần nhất với số nào sau đây?
131.PNG"> Một bình thủy tinh hình trụ không có nắp, trong bình được xếp vào ba viên bi bằng nhau có bán kính $\sqrt 3 $dm sao cho ?

Một bình thủy tinh hình trụ không có nắp, trong bình được xếp vào ba viên bi bằng nhau có bán kính dm sao cho các viên bi đều tiếp xúc với đáy, đôi một tiếp xúc nhau và tiếp xúc với đường sinh của bình. Người ta đổ đầy nước vào rồi đặt lên miệng bình một khối lập phương đặc, sao cho đường chéo có phương vuông góc với mặt đáy của bình và các cạnh tiếp xúc với miệng bình (xem hình vẽ). Sau đó quan sát thấy lượng nước tràn ra ngoài bằng lượng nước ban đầu có trong bình. Giả sử chiều dày của vỏ bình không đáng kể, hỏi thể tích của bình thủy tinh gần nhất với số nào sau đây?
131.PNG

Đáp án đúng: B
Chọn B.
132.PNG
Chú thích: hình 2 là hình mặt cắt khối hình 1 qua khối trụ và ba khối cầu trong khối trụ đó.
Gọi các cạnh tiếp xúc với miệng bình lần lượt là các điểm .
Theo hình 1, ta có:
Nhận xét: do đường chéo có phương vuông góc với mặt đáy của bình nên ta suy ra khối tứ diện là một khối tam diện vuông có ba cạnh bằng nhau và bằng , thể tích bằng .
Khi đó đều nằm trên đường tròn đáy của khối trụ tức bán kính đường tròn đáy của trụ cũng chính bằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác đều , suy ra . (1)
Do đổ nước đầy bình sau khi bỏ ba quả cầu nên ta có thể tích nước ban đầu bằng: với là chiều cao của khối trụ.
Theo hình 2, ta có:
Gọi lần lượt là tâm đường tròn mặt cắt tử ba quả cầu và là tâm đường tròn ngoại tiếp .
Tiếp đến ta gọi là các điểm tiếp xúc của đường tròn mặt cắt với đường tròn ngoài có bán kính bằng .
Ta có đều có cạnh bằng nên suy ra
Suy ra: (2)
Từ (1) và (2) ta có được:
Theo giả thiết thì thể tích phần nước tràn (tức thể tích khối tứ diện bằng lượng nước ban đầu có trong bình nên ta có phương trình sau:
Giải phương trình ta thu được .
Vậy thể tích khối trụ cần tìm là: .
Số bình luận về đáp án: 1