Cho hình chóp \(S.ABC\) có các cạnh \(SA = BC = 3\...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

+) Dựng hình chóp \(S.A'B'C'\) sao cho \(A,\,\,B,\,\,C\) lần lượt là trung điểm của \(B'C',\,\,C'A',\,\,A'B'\). Chứng minh chóp \(S.A'B'C'\) có \(SA',\,\,SB',\,\,SC'\) đôi một vuông góc.

+) Tính thể tích \(S.A'B'C'\), từ đó suy ra thể tích \({V_{S.ABC}}\).

Giải chi tiết:

Đặt \(SA = BC = a,\,\,SB = AC = b,\,\,SC = AB = c\).

Dựng hình chóp \(S.A'B'C'\) sao cho \(A,\,\,B,\,\,C\) lần lượt là trung điểm của \(B'C',\,\,C'A',\,\,A'B'\).

Dễ thấy \(\Delta ABC\) đồng dạng với \(\Delta A'B'C'\) theo tỉ số \(\frac{1}{2} \Rightarrow \frac{{{S_{\Delta ABC}}}}{{{S_{\Delta A'B'C'}}}} = \frac{1}{4} \Rightarrow {V_{S.ABC}} = \frac{1}{4}{V_{S.A'B'C'}}\).

Ta có \(AB,\,\,BC,\,\,CA\) là các đường trung bình của tam giác \(A'B'C'\)

\( \Rightarrow A'B' = 2AB = 2c;\,\,B'C' = 2BC = 2a,\,\,A'C' = 2AC = 2b\).

\( \Rightarrow \Delta SA'B',\,\,\Delta SB'C',\,\,\Delta SC'A'\) là các tam giác vuông tại \(S\) (Tam giác có trung tuyến ứng với một cạnh bằng nửa cạnh ấy)

\( \Rightarrow SA',\,\,SB',\,\,SC'\) đôi một vuông góc

 \({V_{S.A'B'C'}} = \frac{1}{6}SA'.SB'.SC' \Rightarrow {V_{S.ABC}} = \frac{1}{{24}}SA'.SB'.SC'\).

Áp dụng định lí Pytago ta có: 

\(\left\{ \begin{array}{l}SA{'^2} + SB{'^2} = 4{c^2}\\SB{'^2} + SC{'^2} = 4{a^2}\\SA{'^2} + SC{'^2} = 4{b^2}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}SA{'^2} = 2\left( {{b^2} + {c^2} - {a^2}} \right)\\SB{'^2} = 2\left( {{a^2} + {c^2} - {b^2}} \right)\\SC{'^2} = 2\left( {{a^2} + {b^2} - {c^2}} \right)\end{array} \right.\).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {V_{S.ABC}} = \frac{1}{{24}}.\sqrt {8\left( {{b^2} + {c^2} - {a^2}} \right)\left( {{a^2} + {c^2} - {b^2}} \right)\left( {{a^2} + {b^2} - {c^2}} \right)} \\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{1}{{6\sqrt 2 }}\sqrt {\left( {{b^2} + {c^2} - {a^2}} \right)\left( {{a^2} + {c^2} - {b^2}} \right)\left( {{a^2} + {b^2} - {c^2}} \right)} \end{array}\) 

Thay \(a = 3,\,\,b = 4,\,\,c = 2\sqrt 5  \Rightarrow {V_{S.ABC}} = \frac{{\sqrt {390} }}{4}\).

Chọn D.