Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
KĨ THUẬT GIẢI BÀI TOÁN
THỂ TÍCH ĐA DIỆN
Biên soạn: Trần Hoài Thanh –THPT Khúc Thừa Dụ, Ninh Giang, Hải Dương.
FB:
/>CASIO TRẮC NGHIỆM
HỌC CASIO FREE TẠI:
/> />
Group: THỦ THUẬT CASIO THPT />Phương pháp chung:
ÔN TẬP 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 9-10
1. Hệ thức lượng trong tam giác vuông : Cho
a)
Định lý Pitago : BC2
b)
c)
BA 2
AB2
BH.BC; CA 2
ABC vuông ở A ta có :
AC2
A
CH.CB
AB. AC = BC. AH
d)
1
AH 2
1
AB2
e)
BC = 2AM
b
, cosB
a
b
c
1
AC 2
c
, tan B
a
b
, cot B
c
B
c
b
f)
sin B
g)
b = a. sinB = a.cosC, c = a. sinC = a.cosB, a =
b
sin B
M
H
a
b
,
cos C
b = c. tanB = c.cot C
2. Hệ thức lượng trong tam giác thường:
* Định lý Côsin:
a2 = b2 + c2 - 2bc.cosA
* Định lý Sin:
a
sin A
b
sin B
c
sin C
2R
3. Các công thức tính diện tích.
a/ Công thức tính diện tích tam giác:
S
1
1
a.ha = a.b sin C
2
2
a.b.c
4R
p.r
p.(p a)(p
b)(p c) với p
a
b
2
c
C
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Đặc biệt :*
ABC vuông ở A : S
1
AB.AC ,*
2
ABC đều cạnh a: S
a2 3
4
b/ Diện tích hình vuông : S = cạnh x cạnh
c/ Diện tích hình chữ nhật : S = dài x rộng
d/ Diện tích hình thoi : S =
1
(chéo dài x chéo ngắn)
2
d/ Diện tích hình thang : S
1
(đáy lớn + đáy nhỏ) x chiều cao
2
e/ Diện tích hình bình hành : S = đáy x chiều cao
f/ Diện tích hình tròn : S
.R 2
4. Các hệ thức quan trọng trong tam giác đều:
ÔN TẬP 2: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 11
A. QUAN HỆ SONG SONG
§1. ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG
I. Định nghĩa:
Đường thẳng và mặt phẳng gọi là song
song với nhau nếu chúng không có điểm
nào chung.
a
a / /(P)
a (P)
(P)
II.Các định lý:
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
ĐL1:Nếu đường thẳng d không nằm trên
mp(P) và song song với đường thẳng a
nằm trên mp(P) thì đường thẳng d song
song với mp(P)
d
d
d / /a
a
ĐL2: Nếu đường thẳng a song song với
mp(P) thì mọi mp(Q) chứa a mà cắt
mp(P) thì cắt theo giao tuyến song song
với a.
(P)
a
d / /(P)
(P)
(P)
(Q)
a / /(P)
a
(Q)
(P) (Q)
d / /a
a
d
d
(P)
ĐL3: Nếu hai mặt phẳng cắt nhau cùng
song song với một đường thẳng thì giao
tuyến của chúng song song với đường
thẳng đó.
(P) (Q)
d
d
(P) / /a
d / /a
a
(Q) / /a
Q
P
§2.HAI MẶT PHẲNG SONG SONG
I. Định nghĩa:
Hai mặt phẳng được gọi là song song với
nhau nếu chúng không có điểm nào
chung.
(P) / /(Q)
(P) (Q)
P
Q
II.Các định lý:
ĐL1: Nếu mp(P) chứa hai đường thẳng a, b cắt nhau
và cùng song song với mặt phẳng (Q) thì (P) và (Q)
song song với nhau.
a, b
(P)
a b
I
(P) / /(Q)
a
P b I
a / /(Q), b / /(Q)
Q
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
ĐL2: Nếu một đường thẳng nằm một trong hai mặt
phẳng song song thì song song với mặt phẳng kia.
a
(P) / /(Q)
a
P
a / /(Q)
(P)
Q
ĐL3: Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) song song thì mọi
mặt phẳng (R) đã cắt (P) thì phải cắt (Q) và các giao
tuyến của chúng song song.
R
(P) / /(Q)
(R) (P)
a
(R) (Q)
b
P
a / /b
Q
B. QUAN HỆ VUÔNG GÓC
§1.ĐƯỜNG THẲNG VUÔNG GÓC VỚI MẶT PHẲNG
I.Định nghĩa:
Một đường thẳng được gọi là vuông góc
với một mặt phẳng nếu nó vuông góc với
mọi đường thẳng nằm trên mặt phẳng
đó.
a
mp(P)
a
c, c
(P)
a
P
c
II. Các định lý:
ĐL1: Nếu đường thẳng d vuông góc với
hai đường thẳng cắt nhau a và b cùng
nằm trong mp(P) thì đường thẳng d
vuông góc với mp(P).
d
d
a ,b
a ,d
b
mp(P)
d
mp(P)
a , b caét nhau
b
P
a
a
b
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
ĐL2: (Ba đường vuông góc) Cho đường
thẳng a không vuông góc với mp(P) và
đường thẳng b nằm trong (P). Khi đó,
điều kiện cần và đủ để b vuông góc với a
là b vuông góc với hình chiếu a’ của a
trên (P).
a
a
mp(P), b
b
a
b
mp(P)
a'
P
b
a'
§2.HAI MẶT PHẲNG VUÔNG GÓC
I.Định nghĩa:
Hai mặt phẳng được gọi là vuông góc với nhau nếu góc giữa chúng bằng 90 0.
II. Các định lý:
ĐL1:Nếu một mặt phẳng chứa một đường thẳng vuông
góc với một mặt phẳng khác thì hai mặt phẳng đó
vuông góc với nhau.
ĐL2:Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc với
nhau thì bất cứ đường thẳng a nào nằm trong (P),
vuông góc với giao tuyến của (P) và (Q) đều vuông
góc với mặt phẳng (Q).
Q
a
a
mp(P)
a
mp(Q)
mp(Q)
mp(P)
P
P
(P)
(Q)
a
(P) (Q)
d
a
d
(P), a
a
(Q)
Q
d
ĐL3: Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc với
nhau và A là một điểm trong (P) thì đường thẳng a đi
qua điểm A và vuông góc với (Q) sẽ nằm trong (P)
P
(P)
(Q)
A
(P)
A
a
a
(Q)
a
A
a
(P)
Q
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
ĐL4: Nếu hai mặt phẳng cắt nhau và cùng vuông góc
với mặt phẳng thứ ba thì giao tuyến của chúng vuông
góc với mặt phẳng thứ ba.
(P) (Q)
(P)
(R)
(Q)
(R)
P
a
a
Q
a
(R)
R
§3.KHOẢNG CÁCH
1. Khoảng cách từ 1 điểm tới 1 đường thẳng , đến 1 mặt phẳng:
Khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng a (hoặc đến mặt phẳng (P))
là khoảng cách giữa hai điểm M và H, trong đó H là hình chiếu của điểm
M trên đường thẳng a ( hoặc trên mp(P))
O
O
H
a
P
d(O; a) = OH; d(O; (P)) = OH
2. Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song:
a
Khoảng cách giữa đường thẳng a và mp(P) song song với a là khoảng
cách từ một điểm nào đó của a đến mp(P).
O
H
P
d(a;(P)) = d(O; (P)) = OH
3. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song:
O
là khoảng cách từ một điểm bất kỳ trên mặt phẳng này đến mặt phẳng
kia.
d((P);(Q)) = d(O; (P)) = OH
P
Q
4.Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau:
là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng đó.
d(a;b) = AB
a
H
A
b
B
H
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
§4.GÓC
1. Góc giữa hai đường thẳng a và b
là góc giữa hai đường thẳng a’ và b’ cùng đi qua một điểm và lần lượt
cùng phương với a và b.
a
a'
b'
b
2. Góc giữa đường thẳng a không vuông góc với mặt phẳng (P)
a
là góc giữa a và hình chiếu a’ của nó trên mp(P).
Đặc biệt: Nếu a vuông góc với mặt phẳng (P) thì ta nói rằng góc giữa
đường thẳng a và mp(P) là 900.
a'
P
3. Góc giữa hai mặt phẳng
là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó.
Hoặc là góc giữa 2 đường thẳng nằm trong 2 mặt phẳng cùng vuông góc
với giao tuyến tại 1 điểm
a
P
b
b
a
Q
Q
P
4. Diện tích hình chiếu: Gọi S là diện tích của đa giác (H) trong mp(P) và
S’ là diện tích hình chiếu (H’) của (H) trên mp(P’) thì
S'
trong đó
S
Scos
là góc giữa hai mặt phẳng (P),(P’).
A
C
B
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
ÔN TẬP 3: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 12
A. THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN
I/ Các công thức thể tích của khối đa diện:
1. THỂ TÍCH KHỐI LĂNG TRỤ:
V= B.h
h
B
với B: diện tích đáy
h: chiều cao
a) Thể tích khối hộp chữ nhật:
V = a.b.c
với a,b,c là ba kích thước
a
c
b) Thể tích khối lập phương:
V = a3
a
b
a
a
với a là độ dài cạnh
h
2. THỂ TÍCH KHỐI CHÓP:
V=
1
Bh
3
B
với B: diện tích đáy
h: chiều cao
3. TỈ SỐ THỂ TÍCH TỨ DIỆN:
S
Cho khối tứ diện SABC và A’, B’, C’ là các điểm tùy ý lần lượt
thuộc SA, SB, SC ta có:
C'
A'
A
VSABC
VSA'B'C'
SA SB SC
SA ' SB' SC '
B'
C
B
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
4. THỂ TÍCH KHỐI CHÓP CỤT:
V
h
B
3
B'
A'
B'
C'
BB'
A
với
B
B, B' : dieän tích hai ñaùy
h : chieàu cao
C
Chú ý:
1/ Đường chéo của hình vuông cạnh a là d = a 2 ,
Đường chéo của hình lập phương cạnh a là d = a 3 ,
Đường chéo của hình hộp chữ nhật có 3 kích thước a, b, c là d =
2/ Đường cao của tam giác đều cạnh a là h =
a2
b2
c2 ,
a 3
2
3/ Hình chóp đều là hình chóp có đáy là đa giác đều và các cạnh bên đều bằng
nhau ( hoặc có đáy là đa giác đều, hình chiếu của đỉnh trùng với tâm của đáy).
4/ Lăng trụ đều là lăng trụ đứng có đáy là đa giác đều.
II/ Bài tập:
LOẠI 1:
THỂ TÍCH LĂNG TRỤ
Khối lăng trụ đứng có chiều cao hay cạnh đáy
1) Dạng 1:
Ví dụ 1: Đáy của lăng trụ đứng tam giác ABC.A’B’C’ là tam giác ABC vuông cân tại A có cạnh BC = a
2 và biết A'B = 3a. Tính thể tích khối lăng trụ.
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
C'
A'
Ta có
B'
ABC
3a
vuông cân tại A nên AB = AC = a
AA '
ABC A'B'C' là lăng trụ đứng
AA 'B
C
A
a
B
AA'
a 2
AA '2
A 'B2
AB
AB2
8a 2
2a 2
Vậy V = B.h = SABC .AA' =
a3 2
Ví dụ 2: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD.A’B’C’D' có cạnh bên bằng 4a và đường chéo 5a.
Tính thể tích khối lăng trụ này.
Lời giải:
C'
D'
ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên
A'
BD2 = BD'2 - DD'2 = 9a2
B'
4a
5a
ABCD là hình vuông
AB
C
D
A
BD
B
Suy ra B = SABCD =
3a
3a
2
9a 2
4
Vậy V = B.h = SABCD.AA' = 9a3
Ví dụ 3: Đáy của lăng trụ đứng tam giác ABC.A’B’C’ là tam giác đều cạnh a = 4 và biết diện tích tam
giác A’BC bằng 8. Tính thể tích khối lăng trụ.
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
C'
A'
Gọi I là trung điểm BC .Ta có
ABC đều nên
B'
AB 3
2
AI
A 'I
A
2 3 & AI
BC
BC(dl3 )
C
I
1
BC.A 'I
2
SA'BC
B
AA'
(ABC)
A'AI
A 'I
AA'
2SA'BC
BC
AI .
A'I2 AI2
AA'
Vậy : VABC.A’B’C’ = SABC .AA'=
4
2
8 3
Ví dụ 5: Cho hình hộp đứng có đáy là hình thoi cạnh a và có góc nhọn bằng 600 Đường chéo lớn của đáy
bằng đường chéo nhỏ của lăng trụ. Tính thể tích hình hộp .
Lời giải:
C'
D'
C
D
A
và SABCD = 2SABD =
B'
A'
60
B
Ta có tam giác ABD đều nên : BD = a
a2 3
2
Theo đề bài BD' = AC =
DD'B
DD'
Vậy V = SABCD.DD' =
2
a 3
2
a 3
BD'2 BD2
a 2
a3 6
2
Bài tập:
Bài 1: Cho lăng trụ đứng có đáy là tam giác đều biết rằng tất cả các cạnh của lăng trụ bằng a. Tính thể
tích và tổng diện tích các mặt bên của lăng trụ.ĐS:
V
a3 3
4
; S = 3a2
Bài 2: Cho lăng trụ đứng ABCD.A'B'C'D' có đáy là tứ giác đều cạnh a biết rằng
tích của lăng trụ.Đs: V = 2a3
BD'
a 6 . Tính thể
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Bài 5: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A ,biết rằng chiều
cao lăng trụ là 3a và mặt bên AA'B'B có đường chéo là 5a . Tính thể tích lăng trụ.Đs: V = 24a3
2) Dạng 2: Lăng
trụ đứng có góc giữa đường thẳng và mặt phẳng.
Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với BA = BC = a
,biết A'B hợp với đáy ABC một góc 600. Tính thể tích lăng trụ.
C'
A'
Lời giải:
Ta có
A'A
(ABC)
A'A
AB& AB là hình chiếu của A'B trên
đáy ABC .
B'
Vậy
góc[A'B,(ABC)]
ABA'
AA'
60o
ABA'
AB.tan600
a 3
C
A
60o
1
BA.BC
2
a2
2
Vậy V = SABC.AA' =
a3 3
2
SABC =
B
Ví dụ 2: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại A với AC = a ,
60 o biết BC' hợp với (AA'C'C) một góc 300. Tính AC' và thể tích lăng trụ.
A'
ABC
C'
AB
B'
AB
AC;AB
AC.tan 60o
AA'
a 3 .Ta có:
AB
(AA'C'C)
nên AC' là hình chiếu của BC' trên (AA'C'C).
30
o
Vậy góc[BC';(AA"C"C)] =
A
ACB =
a
o
60
B
C
AC'B
AC'
BC'A
AB
t an30o
= 30o
3a
V =B.h = SABC.AA'
AA'C'
ABC
AA'
AC'2 A'C'2
là nửa tam giác đều nên
SABC
2a 2
a2 3
3
.Vậy V = a 6
2
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Ví dụ 3: Cho lăng trụ đứng ABCD A'B'C'D' có đáy ABCD là hình vuông cạnh a và đường chéo BD' của
lăng trụ hợp với đáy ABCD một góc 300. Tính thể tích và tổng diên tích của các mặt bên của lăng trụ .
Lời giải:
B'
C'
Ta có ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên ta có:
A'
D'
DD'
(ABCD)
DD'
Vậy góc [BD';(ABCD)] =
o
30
C
D
BD
DBD'
và BD là hình chiếu của BD' trên ABCD.
300
B
BDD'
A
a
Vậy V = SABCD.DD' =
a 6
3
BD.tan 300
DD'
a3 6
4a 2 6
S = 4SADD'A' =
3
3
Ví dụ 4: Cho hình hộp đứng ABCD A'B'C'D' có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và
hợp với đáy (ABCD) một góc 30o. Tính thể tích của hình hộp.
ABD đều cạnh a
A'
a2 3
4
SABD
D'
A
60
C
B
o
30
o
D
SABCD
2SABD
ABB' vuông tạiB
a2 3
2
BB'
ABt an30o
a
Vậy
3) Dạng 3:
= 60o biết AB'
Lời giải:
C'
B'
BAD
V
B.h
SABCD .BB'
a 3
3a 3
2
Lăng trụ đứng có góc giữa 2 mặt phẳng
Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với BA = BC = a ,
biết (A'BC) hợp với đáy (ABC) một góc 600 .Tính thể tích lăng trụ.
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
A'
C'
Lời giải:
Ta có
A'A
(ABC)& BC
AB
BC
A'B
B'
Vậy
A
C
o
60
góc[(A'BC),(ABC)]
ABA'
SABC =
B
AB.tan600
AA'
60o
ABA'
a 3
a2
2
1
BA.BC
2
a3 3
2
Vậy V = SABC.AA' =
Ví dụ 2: Đáy của lăng trụ đứng tam giác ABC.A’B’C’ là tam giác đều . Mặt (A’BC) tạo với đáy một góc
300 và diện tích tam giác A’BC bằng 8. Tính thể tích khối lăng trụ.
Lời giải:
C'
A'
ABC
đều
AI
BC
Giả sử BI = x
AI
2x 3
x 3 .Ta có
2
A' AI : A' I AI : cos 30 0
30o
C
B
xI
nên A'I
Vậy góc[(A'BC);)ABC)] = A'IA = 30o
B'
A
(ABC)
mà AA'
A’A = AI.tan 300 =
x 3.
Do đó VABC.A’B’C’ = 8
3
2x 3
3
2x
3
x
3
Vậy VABC.A’B’C’ = CI.AI.A’A = x3
Mà SA’BC = BI.A’I = x.2x = 8
2 AI
3
x2
3
Ví dụ 3: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD A'B'C'D' có cạnh đáy a và mặt phẳng (BDC') hợp với đáy
(ABCD) một góc 60o.Tính thể tích khối hộp chữ nhật.
BC (đl 3
).
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
D'
C'
Gọi O là tâm của ABCD . Ta có
A'
B'
ABCD là hình vuông nên OC
CC'
60o
C
D
(ABCD) nên OC'
BD
BD (đl 3
). Vậy góc[(BDC');(ABCD)] =
COC'
Ta có V = B.h = SABCD.CC'
60 0
ABCD là hình vuông nên SABCD = a2
O
A
B
a
OCC' vuông nên CC' = OC.tan60o =
Vậy V =
a 6
2
a3 6
2
Ví dụ 4: Cho hình hộp chữ nhật ABCD A'B'C'D' có AA' = 2a ; mặt phẳng (A'BC) hợp với đáy (ABCD) một
góc 60o và A'C hợp với đáy (ABCD) một góc 30o. Tính thể tích khối hộp chữ nhật.
Ta có AA'
D'
A'
C'
B'
AB
BC
D
o
30
AC là hình chiếu của A'C trên (ABCD)
A'B (đl 3
).
A 'BA
60o
A 'AC
AC = AA'.cot30o =
2a 3
A 'AB
AB = AA'.cot60o =
2a 3
3
C
B
30o
A 'CA
Vậy góc[(A'BC),(ABCD)] =
A
o
60
Vậy góc[A'C,(ABCD)] =
BC
2a
(ABCD)
ABC
BC
AC2
AB2
4a 6
3
16a 3 2
Vậy V = AB.BC.AA' =
3
4) Dạng 4:
Khối lăng trụ xiên
Ví dụ 1: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác đều cạnh a , biết cạnh bên là
và hợp với đáy ABC một góc 60o. Tính thể tích lăng trụ.
a 3
=
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
A'
C'
Ta có
C'H
(ABC)
CH
là hình chiếu của CC' trên (ABC)
B'
Vậy
o
60
C
A
CHC'
CC'.sin 600
C'H
60o
3a
2
H
B
a
góc[CC',(ABC)] C'CH
a2 3
3a 3 3
.Vậy V = SABC.C'H =
4
8
SABC =
Ví dụ 2: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác đều cạnh a . Hình chiếu của A'
xuống (ABC) là tâm O đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC biết AA' hợp với đáy ABC một góc 60 .
1) Chứng minh rằng BB'C'C là hình chữ nhật.
2) Tính thể tích lăng trụ .
Lời giải:
A'
C'
1) Ta có
Vậy
B'
A
C
a
O
(ABC)
60o
Ta có BB'CC' là hình bình hành ( vì mặt bên của lăng trụ)
BC
BC
tại trung điểm H của BC nên
(AA'H)
BC
AA'
BC
A 'H (đl 3
mà AA'//BB' nên
Vậy BB'CC' là hình chữ nhật.
H
B
OA là hình chiếu của AA' trên (ABC)
góc[AA',(ABC)] OAA'
AO
60 o
A'O
2)
ABC đều nên AO
AOA'
A'O
Vậy V = SABC.A'O =
2
AH
3
AO t an60o
a3 3
4
2a 3
3 2
a
a 3
3
BC
)
BB'
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Ví dụ 3: Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có đáy là hình chữ nhật với AB = 3 AD = 7 .Hai mặt bên
(ABB’A’) và (ADD’A’) lần lượt tạo với đáy những góc 450 và 600. Tính thể tích khối hộp nếu biết cạnh bên
bằng 1.
Lời giải:
(ABCD) ,HM AB, HN AD
A' M AB, A' N AD (đl 3 )
Kẻ A’H
45o ,A'NH
A'MH
60o
Đặt A’H = x . Khi đó
2x
A’N = x : sin 600 =
AN =
3
3 4x 2
AA' A' N
HM
3
2
2
Mà HM = x.cot 450 = x
Nghĩa là x =
3 4x 2
x
3
3
7
Vậy VABCD.A’B’C’D’ = AB.AD.x
=
LOẠI 2:
3. 7.
3
3
7
THỂ TÍCH KHỐI CHÓP
1) Dạng 1: Khối chóp có cạnh bên vuông góc với đáy
Ví dụ 1: Cho hình chóp SABC có SB = SC = BC = CA = a . Hai mặt (ABC) và (ASC) cùng vuông góc với
(SBC). Tính thể tích hình chóp .
Lời giải:
A
Ta có
a_
(ABC)
(ASC)
B
C
/
/
(SBC)
(SBC)
AC
(SBC)
\
S
Do đó
V
1
S .AC
3 SBC
1 a2 3
a
3 4
a3 3
12
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Ví dụ 2: Cho hình chóp SABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với AC = a biết SA vuông góc với
đáy ABC và SB hợp với đáy một góc 60o.
1) Chứng minh các mặt bên là tam giác vuông .
2) Tính thể tích hình chóp.
Lời giải:
S
1)
SA
mà
(ABC)
BC
AB
SA
BC
AB &SA
SB
( đl 3
AC
).
Vậy các mặt bên chóp là tam giác vuông.
C
a
A
2) Ta có SA
(ABC)
Vậy góc[SB,(ABC)] =
60o
AB
là hình chiếu của SB trên (ABC).
60o .
SAB
ABC vuông cân nên BA = BC =
B
1
BA.BC
2
SABC =
SAB
Vậy
SA
a2
4
AB.t an60o
a 6
2
1 a2 a 6
34 2
1
S .SA
3 ABC
V
a
2
a3 6
24
Ví dụ 3: Cho hình chóp SABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a biết SA vuông góc với đáy ABC và
(SBC) hợp với đáy (ABC) một góc 60o. Tính thể tích hình chóp .
Lời giải: M là trung điểm của BC,vì tam giác ABC đều nên
S
AM
BC
SA
BC (đl3
Vậy góc[(SBC);(ABC)] =
C
A
60 o
a
Ta có V =
1
B.h
3
M
B
SAM
Vậy V =
SA
1
B.h
3
).
SMA
60o .
1
S .SA
3 ABC
AM tan 60o
1
S .SA
3 ABC
3a
2
a3 3
8
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Ví dụ 4: Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình vuông có cạnh a và SA vuông góc đáy ABCD và
mặt bên (SCD) hợp với đáy một góc 60o.
1) Tính thể tích hình chóp SABCD.
2) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SCD).
Lời giải:
1) Ta có
S
H
SA
(ABC)
Vậy góc[(SCD),(ABCD)] =
SAD vuông
60
A
o
D
Vậy
AH
B
C
AD
CD
SD
( đl 3
SDA = 60o .
1
S
.SA
3 ABCD
V
CD
nên SA = AD.tan60o =
2) Ta dựng AH
a
và
a 3
1 2
aa 3
3
SD ,vì CD
a3 3
3
(SAD) (do (1) ) nên CD
AH
(SCD)
Vậy AH là khoảng cách từ A đến (SCD).
1
AH 2
SAD
Vậy AH =
1
SA 2
1
AD2
1
3a 2
1
a2
4
3a 2
a 3
2
2) Dạng 2 : Khối chóp có một mặt bên vuông góc với đáy
Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông có cạnh a. Mặt bên SAB là tam giác đều
nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáyABCD.
1) Chứng minh rằng chân đường cao khối chóp trùng với trung điểm cạnh AB.
2) Tính thể tích khối chóp SABCD.
Lời giải:
1) Gọi H là trung điểm của AB.
SAB đều SH AB
mà
(SAB)
(ABCD)
SH
Vậy H là chân đường cao của khối chóp.
(ABCD)
).(1)
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
S
a 3
2
3
a 3
6
2) Ta có tam giác SAB đều nên SA =
suy ra
V
D
A
1
S
.SH
3 ABCD
H
B
a
C
Ví dụ 2: Cho tứ diện ABCD có ABC là tam giác đều ,BCD là tam giác vuông cân tại D , (ABC)
và AD hợp với (BCD) một góc 60o. Tính thể tích tứ diện ABCD.
(BCD)
Lời giải:
A
Gọi H là trung điểm của BC.
Ta có tam giác ABC đều nên AH
(BCD) , mà (ABC)
(BCD)
(BCD) .
a
Ta có AH
HD
AH = AD.tan60o = a
3
B
H
60 o
D
& HD = AD.cot60o =
a 3
3
C
BCD
V=
BC = 2HD =
1
S .AH
3 BCD
2a 3
suy ra
3
1 1
. BC.HD.AH
3 2
a3 3
9
Ví dụ 3: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B, có BC = a. Mặt bên SAC vuông
góc với đáy, các mặt bên còn lại đều tạo với mặt đáy một góc 450.
a)
b)
Chứng minh rằng chân đường cao khối chóp trùng với trung điểm cạnh AC.
Tính thể tích khối chóp SABC.
AH
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
a) Kẻ SH BC vì mp(SAC) mp(ABC) nên SH mp(ABC).
S
Gọi I, J là hình chiếu của H trên AB và BC
SIH
Ta có:
45o
SJH
SHI SHJ HI HJ nên BH là đường phân giác của
ABC ừ đó suy ra H là trung điểm của AC.
H
A
SI AB, SJ BC, theo giả thiết
45
C
I
J
1
a3
VSABC= S ABC .SH
3
12
a
b) HI = HJ = SH =
2
B
3) Dạng 3 :
Khối chóp đều
Ví dụ 1: Cho chóp tam giác đều SABC cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng 2a. Chứng minh rằng chân
đường cao kẻ từ S của hình chóp là tâm của tam giác đều ABC.Tính thể tích chóp đều SABC .
Lời giải:
\
Dựng SO
(ABC) Ta có SA = SB = SC suy ra OA = OB = OC
Vậy O là tâm của tam giác đều ABC.
Ta có tam giác ABC đều nên
S
2a
AO =
C
A
a
O
SAO
H
B
2
AH
3
SO
SO2
2a 3
3 2
SA2 OA2
a 11
.Vậy V
3
Ví dụ 2:Cho khối chóp tứ giác SABCD có tất cả các cạnh có độ dài bằng a .
1) Chứng minh rằng SABCD là chóp tứ giác đều.
2) Tính thể tích khối chóp SABCD.
a 3
3
11a 2
3
1
S .SO
3 ABC
a 3 11
12
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
Dựng SO (ABCD)
S
Ta có SA = SB = SC = SD nên
OA = OB = OC = OD ABCD là hình thoi có đường tròn ngoại
tiếp nên ABCD là hình vuông .
C
D
Ta có SA2 + SB2 = AB2 +BC2 = AC2 nên
OS
O
A
a
ASC vuông tại S
a 2
2
1
1 2 a 2 a3 2
V S ABCD .SO a
3
3
2
6
B
Vậy
a3 2
6
V
Ví dụ 3: Cho khối tứ diện đều ABCD cạnh bằng a, M là trung điểm DC.
a) Tính thể tích khối tứ diện đều ABCD.
b)Tính khoảng cách từ M đến mp(ABC). Suy ra thể tích hình chóp MABC.
Lời giải:
a) Gọi O là tâm của
D
1
V S ABC .DO
3
M
A
C
O
I
ABC DO ( ABC )
S ABC
a2 3
2
a 3
, OC CI
4
3
3
H
DOC vuông có : DO DC 2 OC 2
a
B
V
1 a 2 3 a 6 a3 2
.
3 4
3
12
b) Kẻ MH// DO, khoảng cách từ M đến mp(ABC) là MH
a 6
3
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
MH
VMABC
Vậy
4) Dạng 4 :
1
a 6
DO
2
6
1
1 a 2 3 a 6 a3 2
S ABC .MH
.
3
3 4
6
24
a3 2
24
V
Khối chóp & phương pháp tỷ số thể tích
Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông cân ở B, AC a 2 , SA vuông góc với đáy
ABC , SA a
1) Tính thể tích của khối chóp S.ABC.
2) Gọi G là trọng tâm tam giác ABC, mặt phẳng ( ) qua AG và song song
với BC cắt SC, SB lần lượt tại M, N. Tính thể tích của khối chóp S.AMN
Lời giải:
S
a)Ta có:
+
1
VS . ABC S ABC .SA
3
C
G
SA a
ABC cân có : AC a 2 AB a
N
A
và
S ABC
1 2
1 1
a3
a Vậy: VSABC . a 2 .a
2
3 2
6
b) Gọi I là trung điểm BC.
M
I
B
G là trọng tâm,ta có :
// BC
SG 2
SI 3
MN// BC
SM SN SG 2
SB SC SI 3
VSAMN SM SN 4
.
VSABC
SB SC 9
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
4
2a 3
V
V
Vậy: SAMN
SABC
9
27
Ví dụ 2: Cho tam giác ABC vuông cân ở A và
phẳng (ABC) lấy điểm D sao cho
tại E.
AB a . Trên đường thẳng qua C và vuông góc với mặt
CD a . Mặt phẳng qua C vuông góc với
BD, cắt BD tại F và cắt AD
a) Tính thể tích khối tứ diện ABCD.
b) Chứng minh CE ( ABD)
c) Tính thể tích khối tứ diện CDEF
Lời giải:
D
a) Tính
VABCD : VABCD
F
1
S .CD
3 ABC
a3
6
AB AC, AB CD AB ( ACD)
AB EC
b) Tacó:
a
E
DB EC EC ( ABD)
B
C
c) Tính
VDCEF :Ta có: VDCEF DE . DF (*)
VDABC
a
A
Mà
DA DB
DE.DA DC 2 , chia cho DA2
DE DC 2
a2
1
2
2
DA DA
2a
2
Tương tự:
DF DC 2
a2
1
2
2
2
DB DB
DC CB
3
1
a3
VDCEF 1
.Vậy VDCEF VABCD
Từ (*)
6
36
VDABC 6
Ví dụ 3: Cho khối chóp tứ giác đều SABCD. Một mặt phẳng ( ) qua A, B và trung điểm M của SC . Tính
tỉ số thể tích của hai phần khối chóp bị phân chia bởi mặt phẳng đó.
Video hướng dẫn và kĩ thuật casio giải nhanh có tại FB thầy: Trần Hoài Thanh
Lời giải:
S
Kẻ MN // CD (N SD) thì hình thang ABMN là thiết diện của
khối chóp khi cắt bởi mặt phẳng (ABM).
N
+
M D
A
O
VSBMN SM SN 1 1 1
1
1
.
. VSBMN VSBCD VSABCD
VSBCD
SC SD 2 2 4
4
8
Mà VSABMN = VSANB + VSBMN =
3
VSABCD .
8
5
8
Suy ra VABMN.ABCD = V SABCD
B
C
VSAND SN 1
1
1
VSANB VSADB VSABCD
VSADB SD 2
2
4
Do đó :
VSABMN
V ABMN . ABCD
3
5
Ví dụ 4: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD, đáy là hình vuông cạnh a, cạnh bên tạo với đáy góc 60 . Gọi
M là trung điểm SC. Mặt phẳng đi qua AM và song song với BD, cắt SB tại E và cắt SD tại F.
a) Hãy xác định mp(AEMF)
b) Tính thể tích khối chóp S.ABCD
c) Tính thể tích khối chóp S.AEMF
Lời giải:
a) Gọi
S
b)
I SO AM . Ta có (AEMF) //BD EF // BD
1
VS . ABCD S ABCD .SO với S ABCD a 2
3
M
E
+
B
SOA
SO AO.tan 60
I
C
F
Vậy :
O
A
có :
D
VS . ABCD
a3 6
6
c) Phân chia chóp tứ giác ta có
VS . AEMF = VSAMF + VSAME
=2VSAMF
VS . ABCD = 2VSACD = 2 VSABC
a 6
2