MỘT SỐ CÔNG THỨC GIẢI NHANH PHẦN THỂ TÍCH KHỐI CHÓP
Hình vẽ
CT 1. Cho hình chóp SABC với
các mặt phẳng SAB , SBC
SAC
Thể tích
A
vuông góc với nhau từng
đôi một, diện tích các tam giác
SAB, SBC , SAC
lần lượt là
S1 ,S 2 ,S 3 .
2S1 .S 2 .S 3
VS. ABC
S
C
3
B
CT 2. Cho hình chóp S.ABC có
SA vuông góc với ABC , hai
mặt phẳng
SAB
và
S
SBC
VS. ABC
vuông góc với nhau, BSC ,
C
A
ASB .
SB3 .sin 2 .tan .
12
B
CT 3. Cho hình chóp đều
S.ABC có đáy ABC là tam giác
đều cạnh bằng a, cạnh bên
bằng b .
a2 3b2 a2
VS. ABC
12
Khi a b được tứ diện đều
VS. ABC
S
CT 4. Cho hình chóp tam giác
đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và
mặt bên tạo với mặt phẳng đáy
góc .
CT 5. Cho hình chóp tam giác
đều S.ABC có các cạnh bên bằng
b và cạnh bên tạo với mặt phẳng
đáy góc .
CT 6. Cho hình chóp tam giác
đều S.ABC có các cạnh đáy bằng
a, cạnh bên tạo với mặt phẳng
đáy góc .
VS. ABC
C
A
G
M
VS. ABC
a3 2
12
a3 tan
24
3b3 .sin cos 2
4
B
VS. ABC
a3 .tan
12
CT 7. Cho hình chóp tứ giác
đều S.ABCD có đáy ABCD là
hình vuông cạnh bằng a, và
SA SB SC SD b .
VS. ABC
a 2 4b 2 2 a 2
6
Khi chóp tứ giác có tất cả
S
các cạnh bằng a thì
VS. ABC
CT 8. Cho hình chóp tứ giác
đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a,
góc tạo bởi mặt bên và mặt
phẳng đáy là
CT 9. Cho hình chóp tứ giác đều
S.ABCD có cạnh đáy bằng a,
SAB , với ; .
4 2
A
D
B
C
VS. ABCD
CT 10. Cho hình chóp tứ giác
đều S.ABCD có các cạnh bên
bằng a, góc tạo bởi mặt bên và
mặt đáy là với 0; .
2
a3 tan 2 1
.
6
4a3 .tan
VS. ABCD
3
CT 11. Cho hình chóp tam giác
đều S.ABC có cạnh đáy bằng a.
Gọi P là mặt phẳng đi qua A
song song với BC và vuông góc
với SBC , góc giữa P với mặt
a3 .tan
.
6
VS. ABCD
M
O
a3 2
6
2 tan
2
S
F
VS. ABCD
N
A
E
C
x
G
phẳng đáy là .
B
M
a3 cot
.
24
3
CT 12. Khối tám mặt đều có
đỉnh là tâm các mặt của hình lập
phương cạnh a
A'
B'
O'
D'
O1
C'
V
O2
O4
O3
A
a3
.
6
B
O
D
CT 13. Cho khối tám mặt
đều cạnh a. Nối tâm của các mặt
bên ta được khối lập
phương
C
S
3
G2
D
A G1
a 2
2a3 2
V
3
27
N
M
C
B
S'
LỜI GIẢI CHI TIẾT
Cho hình chóp SABC với các mặt phẳng SAB , SBC , SAC vuông góc với
CT 1.
nhau từng đôi một, diện tích các tam giác SAB, SBC , SAC lần lượt là S1 ,S 2 ,S 3 . Thể tích khối chóp SABC
là: VS. ABC
2S1 .S 2 .S 3
3
Lời giải
A
1
1
AS SBC VSABC .SSBC .SA SA.SB.SC
3
6
1
1
SA2 .SB2 .SC 2
SA.SB.SB.SC.SA.SC
6
6
2S1 .S2 .S3
1
2S1 .2S2 .2S3
6
3
S
C
B
Áp dụng: Cho hình chóp SABC với các mặt phẳng SAB , SBC , SAC vuông góc với
nhau từng đôi một, diện tích các tam giác SAB, SBC , SAC lần lượt là 15cm2 ,20cm2 ,18cm2 Thể tích khối
chóp SABC là
A. a3 20.
VABCD
2S1 .S2 .S3
3
B.
a 3 20
.
3
a3 20 Chọn đáp án A.
C.
a3 20
.
2
D.
a3 20
.
6
CT 2. Cho hình chóp SABC có SA vuông góc với mặt phẳng ABC , hai mặt phẳng
SAB và SBC vuông
VS. ABC
góc với nhau,
BSC , ASB .
Thể tích khối chóp SABC là
SB3 .sin 2.tan .
12
Lời giải
+ SAB vuông tại A có : AB SB.sin , SA SB.cos
+ SBC vuông tại B có :
1
1
BC SB.tan SABC AB.BC .SB2 .sin .tan
2
2
1
1 1
VS. ABC .SABC .SA . .SB2 .sin .tan .SB.cos
3
3 2
3
SB .sin 2 .tan .
12
S
C
A
B
Áp dụng: Cho hình chóp SABC có SA vuông góc với mặt phẳng ABC , hai mặt phẳng SAB và
SBC vuông góc với nhau, SB a
3 , BSC 45o , ASB 30o . Thể tích khối chóp SABC là
a3 6
.
B.
8
3a 3
A.
.
8
a3 2
.
C.
2
a3 3
.
D.
6
SB3 .sin 2 .tan 3a3
VS. ABC
Chọn đáp án A.
12
8
CT 3. Cho hình chóp đều S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng a, cạnh bên
bằng b . Thể tích khối chóp S.ABC là
a2 3b2 a2
12
S
Lời giải
Gọi G là trọng tâm ABC SG ABC
a 3
a 3
AG
2
3
SGA vuông tại G có:
ABC đều AM
a2
3b2 a2
SG SA AG b
3
3
2
2
G
2
1
1 a2 3 3b2 a2 a2 3b2 a2
.
Vậy VSABC .SABC .SG .
3
3 4
3
12
Khi a b VSABC
C
A
a3 2
12
B
M
Áp dụng: Cho hình chóp đều S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng a, cạnh bên
bằng a . Thể tích khối chóp S.ABC là
a3 3
a3 2
a3 2
a3 3
.
.
.
.
A.
B.
C.
D.
24
12
24
12
Chọn đáp án B.
CT 4. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và mặt bên tạo với
mặt phẳng đáy góc . Thể tích khối chóp S.ABC là
a3 3
.
A.
48
Lời giải
a 3 tan
24
a3 3
.
C.
24
a3
B.
.
24
D.
a3
.
12
S
a2 3
4
+ Gọi G là trọng tâm ABC SG ABC
+ ABC đều SABC
SBC , ABC SMG
G
1
a 3.tan
SG GM.tan SMG .AM tan
3
6
Vậy VSABC
C
A
Xét SGM vuông tại G có :
M
B
1
1 a2 3 a 3.tan a3 tan
.SABC .SG .
.
3
3 4
6
24
Áp dụng: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và mặt bên tạo với
mặt phẳng đáy góc 600. Thể tích khối chóp S.ABC là
a3 3
.
A.
48
VSABC
a3
B.
.
24
a3 3
.
C.
24
a3
D.
.
12
a3 tan a3 3
Chọn đáp án C.
24
24
CT 5. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có các cạnh bên bằng b và tạo với mặt phẳng
đáy góc . Thể tích khối chóp S.ABC là
3b3 .sin cos 2
4
Lời giải
S
+ Gọi G là trọng tâm ABC SG ABC
Xét SGA vuông tại G có:
SG SA.sin b.sin
3
3b.cos
AG SA.cos AM AG
2
2
SABC
Vậy VSABC
C
A
3
AB
+ ABC đều AM
2
2
AB
AM 3b.cos
3
G
M
B
2
AB2 3
3 3 3b2 cos 2
3b.cos
4
4
4
3
2
1
3b .sin cos
.SABC .SG
3
4
CT 6. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có các cạnh đáy bằng a, cạnh bên tạo với
a3 .tan
12
mặt phẳng đáy góc . Thể tích khối chóp S.ABC là
Lời giải
S
+ Gọi G là trọng tâm ABC SG ABC
Xét SGA vuông tại G có :
2
SG AG.tan AM.tan
3
+ ABC đều AM
3
AB
2
C
A
G
2 3
a 3.tan
SG .
AB.tan
3 2
3
M
B
1
1 a2 3 a 3.tan a3 .tan
.
Vậy VSABC .SABC .SG
3
3 4
3
12
Áp dụng: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có các cạnh đáy bằng a, mặt bên tạo với
mặt phẳng đáy góc 30 0 . Thể tích khối chóp S.ABC là
A.
VSABC
a3
.
48
B.
a3
.
24
a3 tan a3 3
. Chọn đáp án D.
12
36
C.
a3 3
.
24
D.
a3 3
.
36
CT 7. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a,
a 2 4b 2 2 a 2
và SA SB SC SD b . Thể tích khối chóp S.ABCD là
6
Lời giải
S
AC BD O SO ABCD
Gọi M là trung điểm AB.
SM 2 SA2 AM 2 b2
SOM vuông tại O có:
a2
4
D
a2 a2
4b 2 2 a 2
SO SM 2 OM 2 b2
4 4
2
M
O
1
a 2 4b 2 2 a 2
Vậy VSABCD .SABCD .SO
3
6
Khi SA SB SC SD a VSABCD
A
C
B
a3 2
.
6
Áp dụng: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a,
và SA SB SC SD a . Thể tích khối chóp S.ABCD là
a3 6
.
6
Chọn đáp án C.
A.
CT 8.
B.
a3 2
.
2
C.
a3 2
.
6
D.
a3 3
.
3
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, góc tạo bởi mặt
bên và mặt phẳng đáy là . Thể tích khối chóp S.ABCD là
Lời giải
AC BD O SO ABCD
a3 .tan
.
6
S
Gọi M là trung điểm CD
SCD , ABCD SMO
+ Tam giác SOM vuông tại O có:
A
D
a
SO OM.tan SMO .tan
2
M
O
1
1 2 a
a3 tan
VSABCD .SABCD .SO .a . .tan
B
C
3
3
2
6
Áp dụng: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, góc tạo bởi mặt bên và mặt phẳng
đáy là 450 . Thể tích khối chóp S.ABCD là
a3 3
.
B.
6
a3
A.
.
12
VSABCD
a3 6
.
C.
2
a3
D.
.
6
a3 tan a3
Chọn đáp án D.
6
6
CT 9. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, SAB , với
a3 tan 2 1
; . Thể tích khối chóp S.ABCD là
.
4 2
6
Lời giải
S
AC BD O SO ABCD
Gọi M là trung điểm AB.
SMA vuông tại M có:
a.tan
SM AM.tan SAB
2
SOM vuông tại O có:
D
2
a.tan a
SO SM OM
2 2
a
tan 2 1
2
2
2
A
M
O
2
C
B
1
1
a
a3 tan 2 1
VSABCD .SABCD .SO .a2 .
tan 2 1
3
3
2
6
Áp dụng: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, SAB 600 . Thể tích khối chóp
S.ABCD là
A.
VSABCD
a3 2
.
12
B.
a3 2
.
6
C.
a3 tan 2 1 a3 2
Chọn đáp án B.
6
6
a3 6
.
2
D.
a3
.
6
CT 10. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có các cạnh bên bằng a, góc tạo bởi mặt
bên và mặt đáy là với 0; . Thể tích khối chóp S.ABCD là
2
Lời giải
4a 3 .tan
3
2 tan
2
3
S
AC BD O SO ABCD
Gọi M là trung điểm CD
SCD , ABCD SMO 600
Gọi độ dài một cạnh hình vuông là x
+ Tam giác SMC vuông tại M có:
x2
SM SC CM a
4
+ Tam giác SOM vuông tại O có:
2
2
A
D
M
O
2
B
C
x
x2
x2 2 x2
1
x2
cos . a2
a cos2
OM SM.cos SMO . a2
2
4
2
4
2
4
1
4a2 .
2
2
2
4a cos
4a2
2a
4a2
2
1
tan
x
x
SABCD
2
1
1 cos 2
2 tan 2
2 tan 2
2
tan
1
1 tan 2
x
a.tan
Ta có: SO OM.tan SMO .tan
2
2 tan 2
1
1
4a2
a.tan
4a3 .tan
VSABCD .SABCD .SO .
.
3
3 2 tan 2 2 tan 2
3 2 tan 2
3
CT 11. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a. Gọi P là mặt phẳng đi qua A song
song với BC và vuông góc với SBC , góc giữa P với mặt phẳng đáy là . Thể tích khối chóp S.ABC
là
a3 cot
.
24
Lời giải
S
+ ABC đều SABC
a
2
3
F
4
+ Gọi G là trọng tâm ABC SG ABC
N
+ Gọi P SBC EF EF / / BC
A
P SBC Ax với Ax / / EF / / BC
E
C
x
G
+ Gọi M là trung điểm của BC, SM EF N
Ta có: AM BC , SG BC
BC SAM AN BC AN Ax
M
B
Mà AM BC , BC / / Ax AM Ax
P , ABC NAM
Ta có: GSM NAM (cùng phụ với SMA )
Xét SGM vuông tại G có :
1 a 3
a 3.cot
1
.cot
SG GM.cot GSM .AM cot SG .
3 2
6
3
1
1 a2 3 a 3.cot a3 cot
.
Vậy VSABC .SABC .SG .
3
3 4
6
24
Áp dụng: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a. Gọi P là mặt phẳng đi qua A song
song với BC và vuông góc với SBC , góc giữa P với mặt phẳng đáy là 30 0 . Thể tích khối chóp
S.ABC là:
A.
a3 3
24
Áp dụng bài này: VSABC
B.
a3 3
8
C.
a3
8
a3 cot 300 a3 3
Chọn đáp án A
24
24
D.
3a 3
8
CT 12. Khối tám mặt đều có đỉnh là tâm các mặt của hình lập phương cạnh a có thể
tích là
A.
a3
.
12
B.
a3 3
.
4
C.
a3
.
6
Lời giải
D.
a3 3
.
2
A'
B'
O'
2
2
BD a 2
a
SO1O2O3O4 O2O3 .
2
2
2
OO ' a
Chiều cao khối chóp O1O2O3O4 là h
2
2
+ O2O3
D'
O1
O2
O4
2
VOO1O2O3O4O ' 2VOO1O2O3O4
C'
1 a a a3
2. . .
3 2 2 12
A
O3
B
O
Chọn đáp án C.
D
C
CT 13. Cho khối tám mặt đều cạnh a. Nối tâm của các mặt bên ta được khối lập phương có thể tích
a3
bằng V. Tỷ số
gần nhất giá trị nào trong các giá trị sau?
V
A. 9, 5.
B. 7,8.
C. 15,6.
D. 22,6.
Lời giải
+ G1G2
S
2
1
a 2
MN BD
3
3
3
3
G2
a 2
2a3 2
+ V
3
27
a3 27 2
9, 5 Chọn đáp án A.
V
4
D
A G1
N
M
C
B
S'
MỘT SỐ CÔNG THỨC GIẢI NHANH PHẦN TỈ LỆ THỂ TÍCH
Câu 1. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh a, góc giữa mặt bên và
mặt phẳng đáy là . Mặt phẳng P qua AC và vuông góc với mặt phẳng SAD chia khối chóp
S.ABCD thành hai khối đa diện. Tỉ lệ thể tích hai khối đa diện là
V1
cos 2
V2
Lời giải:
Ta có:
S
SD SN 2 ND2 ON 2 .
1
2
cos SNO
ND 2
M
a
1
a
1
cos 2 1 Ta có :
2
2 cos
2.cos
1
1
SSCD CM.SD SN.CD
2
2
SN.CD
CM
SD
a 1
.a
2 cos
a
cos 2 1
2.cos
DM CD2 CM 2 a2
A
D
N
O
B
C
a
1 cos 2
a2
a.cos
2
1 cos
1 cos 2
a.cos
VMACD
V
1 DM DA DC 1 DM 1
MACD .
.
.
.
VSABCD 2.VSACD 2 DS DA DC 2 DS 2
VMACD
1 cos 2
a
1 cos 2
2.cos
cos 2
1 cos 2
V
cos2
cos2
1
V
V
1
VSABCD Vậy MACD cos 2
VSABCD
SABCD
SABCM
2
2
2
VSABCM
1 cos
1 cos
1 cos