Cho hình chóp đều \(S.ABCD\) có cạnh đáy bằng \(a\), cạnh bên bằng \(2a\) và \(O\) là tâm của đáy. Gọi \(M\), \(N\), \(P\), \(Q\) lần lượt là các điểm đối xứng với \(O\) qua trọng tâm của các tam giác \(SAB\), \(SBC\), \(SCD\), \(SDA\) và \(S'\) là điểm đối xứng với \(S\) qua \(O\). Thể tích của khối chóp \(S'.MNPQ\) bằng
![]() | \(\dfrac{20\sqrt{14}{a^3}}{81}\) |
![]() | \(\dfrac{40\sqrt{14}{a^3}}{81}\) |
![]() | \(\dfrac{10\sqrt{14}{a^3}}{81}\) |
![]() | \(\dfrac{2\sqrt{14}{a^3}}{9}\) |
Chọn phương án A.
Gọi \(G_1,\,G_2,\,G_3,\,G_4\) lần lượt là trọng tâm \(\triangle SAB\), \(\triangle SBC\), \(\triangle SCD\), \(\triangle SDA\).
Gọi \(E,\,F,\,G,\,H\) lần lượt là trung điểm của các cạnh \(AB\), \(BC\), \(CD\), \(DA\).
Ta có $$\begin{aligned}S_{MNPQ}&=4S_{G_1G_2G_3G_4}=4\cdot\dfrac{4}{9}{S_{EFGH}}\\ &=4\cdot\dfrac{4}{9}.\dfrac{a^2}{2}=\dfrac{8a^2}{9}\end{aligned}$$
Vì \(S.ABCD\) là hình chóp đều nên \(SO\bot(ABCD)\).
Suy ra \(SS'\bot(ABCD)\). Do đó:$$\begin{aligned}
\mathrm{d}\left(S',\left(MNPQ\right)\right)&=\mathrm{d}\left(S',\left(ABCD\right)\right)+\mathrm{d}\left(O,\left(MNPQ\right)\right)\\
&=\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)+2\mathrm{d}\left(O,\left(G_1G_2G_3G_4\right)\right)\\
&=\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)+2\cdot\dfrac{1}{3}\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)\\
&=\dfrac{5}{3}\mathrm{d}\left(S,\left(ABCD\right)\right)=\dfrac{5}{3}SO\\
&=\dfrac{5}{3}\sqrt{SA^2-OA^2}=\dfrac{2}{3}\sqrt{(2a)^2-\left(\dfrac{a\sqrt{2}}{2}\right)^2}\\
&=\dfrac{5a\sqrt{14}}{6}.
\end{aligned}$$
Vậy \(V_{S'.MNPQ}=\dfrac{1}{3}\cdot\dfrac{5a\sqrt{14}}{6}\cdot\dfrac{8a^2}{9}=\dfrac{20a^3\sqrt{14}}{81}\).