Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
HÌNH KHÔNG GIAN THỂ TÍCH
TỪ CƠ BẢN ĐẾN NÂNG CAO FULL
Giáo viên: Nguyễn Tiến Đạt
HÌNH KHÔNG GIAN THỂ TÍCH
ÔN TẬP 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 9 – 10
1. Hệ thức lượng trong tam giác vuông: Cho ABC vuông ở A . Ta có:
2
2
2
a) Định lý Pitago : BC AB AC
2
A
2
b) BA BH .BC ; CA CH .CB
c
1
1
1
2
2
AH
AB
AC 2
e) BC 2 AM
b
c
b
c
f) sin B , cos B , tan B , cot B
a
a
c
b
N
c) AB. AC BC. AH
B
H
M a
C
H
.V
d)
b
b c.tan B c.cot C
b
b
sin B cos C
24
g) b a.sin B a.cos C , c a.sin C a.cos B, a
S
H
O
C
2. Hệ thức lượng trong tam giác thường
Định lý hàm số côsin: a 2 b 2 c 2 2bc.cos A
a
b
c
Định lý hàm số sin:
2R
sin A sin B sin C
3. Các công thức tính diện tích
a) Công thức tính diện tích tam giác
1
1
abc
a.ha a.b sin C
pr
2
2
4R
Đặc biệt:
ABC vuông ở A : S
p p a p b p c với p
a b c
2
1
AB. AC
2
ABC đều cạnh ABC : S
a2 3
4
b) Diện tích hình vuông: S cạnh x cạnh
c) Diện tích hình chữ nhật: S dài x rộng
1
d) Diện tích hình thoi: S (chéo dài x chéo ngắn)
2
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
1
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
1
(đáy lớn + đáy nhỏ) x chiều cao
2
f) Diện tích hình bình hành: S đáy x chiều cao
g) Diện tích hình tròn: S R 2
e) Diện tích hình thang: S
ÔN TẬP 2: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 11
A. QUAN HỆ SONG SONG
§1.ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG
1. Định nghĩa
Đường thẳng và mặt phẳng gọi là a P a P
song song với nhau nếu chúng
không có điểm nào chung.
a
2.Các định lý:
Định lý 1: Nếu đường thẳng a
a
b a a
b
không nằm trên mặt phẳng và
song song với một đường thẳng
thì a song
song với .
Định lý 2: Nếu đường thẳng a
24
a P
b a
a (Q)
P Q b
C
song song với mặt phẳng P thì
mọi mặt phẳng Q chứa a mà
P
thì cắt theo giao tuyến
O
cắt
a
b
α
H
nào đó nằm trên
.V
N
(P)
song song với a .
Định lý 3: Nếu hai mặt phẳng cắt
nhau cùng song song với một
đường thẳng thì giao tuyến của
chúng cũng song song với đường
thẳng đó.
H
P Q b
b a
P a
Q a
Q
a
b
P
Q
b
P
a
§2.HAI MẶT PHẲNG SONG SONG
1. Định nghĩa:
Hai mặt phẳng được gọi là song
song với nhau nếu chúng không có
điểm nào chung.
P Q P Q
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
P
Q
2
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
2. Các định lý:
chứa hai đường thẳng a, b cắt nhau
và cùng song song với mặt phẳng
Q
thì
P và Q
song song
với nhau.
Định lý 2: Nếu một đường thẳng
nằm một trong hai mặt phẳng song
song thì song song với mặt phẳng
kia.
Định lý 3: Nếu hai mặt phẳng P
Q song song thì mọi mặt
phẳng R đã cắt P thì phải cắt
Q và các giao tuyến của chúng
và
a b I
P Q
a Q , b Q
a, b P
P
a
b I
Q
P Q a Q
a P
a
P
Q
P Q
R P a a b
R Q b
R
N
P
b
Q
H
song song.
a
P
.V
Định lý 1: Nếu mặt phẳng
H
O
C
24
B. QUAN HỆ VUÔNG GÓC
§1.ĐƯỜNG THẲNG VUÔNG GÓC VỚI MẶT PHẲNG
1. Định nghĩa:
Một đường thẳng được gọi là a P a c, c P
vuông góc với một mặt phẳng nếu
nó vuông góc với mọi đường thẳng
nằm trên mặt phẳng đó.
2. Các định lý:
Định lý 1: Nếu đường thẳng d
vuông góc với hai đường thẳng cắt
nhau a và b cùng nằm trong mặt
phẳng
P
thì đường thẳng d
góc với mặt phẳng P và đường
thẳng b nằm trong
c
d a , d b
a , b P d P
a b
d
P
vuông góc với mặt phẳng P .
Định lý 3: (Ba đường vuông góc)
Cho đường thẳng a không vuông
P
a
a
b
a P , b P
b ab a '
P . Khi đó,
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
3
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
điều kiện cần và đủ để b vuông góc
với a là b vuông góc với hình
chiếu a ' của a trên P .
§2.HAI MẶT PHẲNG VUÔNG GÓC
1. Định nghĩa:
Hai mặt phẳng được gọi là vuông góc với nhau nếu góc giữa chúng bằng 90 0.
2. Các định lý:
Định lý 1: Nếu một mặt phẳng a P
Q P
chứa một đường thẳng vuông góc
a Q
với một mặt phẳng khác thì hai mặt
Q
a
phẳng đó vuông góc với nhau.
và Q vuông góc với nhau thì bất
cứ đường thẳng a nào nằm trong
P Q
P Q d a Q
a P , a d
.V
Định lý 2: Nếu hai mặt phẳng P
N
P
a
C
O
H
Định lý 4: 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.
Q
d
24
H
P , vuông góc với giao tuyến của
P và Q đều vuông góc với
mặt phẳng Q .
Định lý 3: Nếu hai mặt phẳng P P Q
A
P
và Q vuông góc với nhau và A
a P
là một điểm trong P thì đường A a
a
Q
thẳng a đi qua điểm A và vuông
góc với Q sẽ nằm trong P
P
P
a
A
Q
P Q a
P R a R
Q R
P
a
Q
R
§3.KHOẢNG CÁCH
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
4
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
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
O
O
và H , trong đó H là hình chiếu của điểm M trên
H
a
đường thẳng a ( hoặc trên mặt phẳng P )
P
H
d O; a OH ; d O; P OH
2. Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng
song song:
Khoảng cách giữa đường thẳng a và mặt phẳng P
O
a
song song với a là khoảng cách từ một điểm nào đó
của a đến mặt phẳng P .
d a; P OH
P; Q OH
4.Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau:
là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng
đó.
C
a
O
d a; b AB
H
O
P
H
Q
24
d
H
.V
3. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song:
là khoảng cách từ một điểm bất kỳ trên mặt phẳng này
đến mặt phẳng kia.
N
H
P
b
A
B
§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
b
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
a'
b'
5
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
2. Góc giữa đường thẳng a không vuông góc với
a
mặt phẳng P
là góc giữa a và hình chiếu a ' của nó trên mặt phẳng
P .
Đặc biệt: Nếu a vuông góc với mặt phẳng P thì ta
a'
P
nói rằng góc giữa đường thẳng a và mặt phẳng P
là 90 .
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
4. Diện tích hình chiếu: Gọi S là diện tích của đa
trong mặt phẳng
P
Q
b
Q
P
S
.V
H
a
N
P
giác
b
a
và S ' là diện tích
H
hình chiếu H ' của H trên mặt phẳng P ' thì:
24
S ' S cos
A
trong đó là góc giữa hai mặt phẳng P và P ' .
C
C
B
O
ÔN TẬP 3: KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 12
A. CÁC CÔNG THỨC THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN:
H
1. Thể tích khối lăng trụ:
V S .h
Trong đó:
S : Diện tích đa giác đáy.
h : Đường cao của hình lăng trụ.
a) Thể tích khối hộp chữ nhật:
A'
D'
V a.b.c
với a , b, c là ba kích thước
C'
B'
A
B
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
D
C
6
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
b) Thể tích khối lập phương:
V a3
với a là độ dài cạnh
A'
D'
C'
B'
A
D
C
B
2. Thể tích khối chóp:
N
S
H
3. Tỉ số thể tích tứ diện:
Hai khối chóp S . ABC và S .MNP có chung đỉnh S
và các góc ở đỉnh S . Khi đó:
VS .MNP SM SN SP
.
.
VS . ABC
SA SB SC
.V
Trong đó:
1
V S .h
3
S : Diện tích đa giác đáy.
h : Đường cao của hình chóp.
N
C
C
B
A'
O
P
A
24
4. Thể tích khối chóp cụt:
h
V
B B ' BB '
3
Trong đó:
B , B ' : Diện tích hai đáy.
M
B'
C'
A
B
Chú ý:
H
h : Chiều cao.
C
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 ba kích thước a , b, c là d a 2 b 2 c 2 ,
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.
2/ Đường cao của tam giác đều cạnh a là h
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
7
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
PHÂN DẠNG BÀI TẬP
A. LOẠI 1: THỂ TÍCH LĂNG TRỤ
1. Dạng 1: Khối lăng trụ đứng có chiều cao hay cạnh đáy
Ví dụ 1. Cho ( H ) là khối lăng trụ đứng tam giác đều có tất cả các cạnh bằng a . Thể tích của ( H ) bằng:
A.
a3
.
2
B.
a3 3
.
2
C.
a3 3
.
4
D.
a3 2
.
3
Hướng dẫn giải:
a3 3
V S SBC . AA '
4
C'
A'
B'
C
N
A
.V
B
a3 3
a3 3
.
B. VABC . ABC
.
12
8
Hướng dẫn giải:
a2 3
a3 3
, h AA ' a V S ABC .h
4
4
a3 3
.
4
C
A
D. VABC . ABC
a3
.
6
B
C
H
O
S ABC
C. VABC . ABC
24
A. VABC . ABC
H
Ví dụ 2. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có AA a , tam giác ABC đều cạnh a . Tính theo a thể tích của
khối lăng trụ ABC. ABC .
B'
A'
C'
Ví dụ 3. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông, BA BC a , AA a 2 . Tính theo
a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
2.a 3
A. VABC . ABC
.
B. VABC . ABC
3
Hướng dẫn giải:
2.a 3
.
2
C. VABC . ABC
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
2.a 3
.
4
D. VABC . ABC
a3
.
3
8
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
V
1
a3 2
AB.BC. AA '
2
2
C'
B'
A'
C
B
A
Ví dụ 4. Lăng trụ đứng ABC. A ' B ' C ' có đáy ABC là tam giác vuông tại A, BC 2a, AB a . Mặt bên
BB’C’C là hình vuông. Khi đó thể tıć h lăng trụ là:
a3 3
.
3
C. 2a3 3 .
B. a 3 2 .
B'
C
B
C
C'
A'
H
24
1
a2 3
AB. AC
2
2
VABC . A’ B’C ’ BB .S ABC a3 3
.V
Hướng dẫn giải:
Ta có: BB ' C ' C là hình vuông
h BB 2a
AC BC 2 AB 2 a 3
S ABC
D. a 3 3 .
N
A.
A
B. a3 2 .
H
A. a3 .
O
Ví dụ 5. 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.
Hướng dẫn giải:
ABC vuông cân tại A nên AB AC a
ABC. A ' B ' C ' là lăng trụ đứng
AA ' AB
AA '
D. 2a 3 .
C. a3 3 .
A'
C'
B'
A ' B 2 AB 2 2 a 2
V B.h S ABC . AA ' a 3 2
C
A
B
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
9
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Ví dụ 6. 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.
A.
8 2
.
3
B.
8
.
3
C. 8 2 .
Hướng dẫn giải:
Gọi I là trung điểm BC .Ta có:
ABC đều nên
D. 8 .
A'
AB 3
2 3; AI BC A ' I BC
2
2S
1
S A ' BC BC. A ' I A ' I A ' BC 4
2
BC
AA ' ABC AA ' AI
C'
AI
A
A ' I 2 AI 2 2
C
.V
VABC . A ' B 'C ' S ABC . AA ' 8 3
N
AA '
B'
I
H
B
A. 9a3 .
B. 9 .
Hướng dẫn giải:
24
Ví dụ 7. 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.
C. 3a3 .
O
C
ABCD. A ' B ' C ' D ' là lăng trụ đứng nên BD BD '2 DD '2 3a
3a
ABCD là hình vuông AB
2
D. 3 .
A'
B'
C'
2
H
9a
Suy ra B S ABCD
4
V B.h S ABCD . AA ' 9a 3
D'
A
B
D
C
Ví dụ 8. Cho hình hộp đứng ABCD. ABCD có đáy ABCD là hình vuông, tam giác AAC vuông cân và
AC a . Tính theo a thể tích của khối hộp ABCD. ABCD .
a3 2
a3 2
. B. VABCD . ABC D
.
24
48
Hướng dẫn giải:
A. VABCD . ABC D
C. VABCD . ABC D
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
a3 2
.
16
D. VABCD . ABC D
a3 2
.
8
10
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
A ' C a AC AA '
a
a
AB
2
2
A
a3 2
V S ABCD . AA '
8
D
C
B
D'
A'
B'
C'
Ví dụ 9. Cho hình hộp đứng có đáy là hình thoi cạnh a và có góc nhọn bằng 60 . Đường chéo lớn của đáy
bằng đường chéo nhỏ của hình hộp. Tính thể tích hình hộp .
a3 3
B.
.
2
Hướng dẫn giải:
a3 6
C.
.
6
Theo đề bài BD ' AC a 3
a2 3
2
A'
D'
.V
Ta có tam giác ABD đều nên BD a và S ABCD 2 S ABD
a3 3
D.
.
6
N
a3 6
A.
.
2
B'
6
H
a
3
2
24
DD ' BD '2 BD 2 a 2 V S ABCD .DD '
C'
A
D
B
C
C
O
Ví dụ 10. Một tấm bìa hình vuông có cạnh 44cm , người ta cắt bỏ đi ở mỗi góc tấm bìa một hình vuông cạnh
12cm rồi gấp lại thành một cái hộp chữ nhật không có nắp. Tính thể tích cái hộp này.
D. 4800cm3 .
H
A. 1200cm3 .
B. 1600cm3 .
C. 2400cm3 .
Hướng dẫn giải:
Theo đề bài, ta có: AA ' BB ' CC ' DD ' 12cm
A'
nên ABCD là hình vuông.
AB 44 cm 24 cm 20 cm; h 12 cm
B'
V S ABCD .h 4800cm3
D'
C'
A
B
D
C
2. Dạng 2: Lăng trụ đứng có góc giữa đường thẳng và mặt phẳng
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
11
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Ví dụ 1. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B , BA BC a , AB hợp
với mặt đáy một góc 60 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
a3 3
.
B. VABC . ABC a 3 3 .
2
Hướng dẫn giải:
C. VABC . ABC a 3 .
A. VABC . ABC
AA ' ABC AA ', ABC A ' B, AB
ABA ' 60
D. VABC . ABC 5a 3 2 .
C'
A'
a3 3
1
AA ' AB. tan 60 a 3 V . AB.BC. AA '
2
2
B'
C
A
.V
N
B
Ví dụ 2. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác cân tại C , góc giữa BC và ABBA bằng
60 , AB AA a . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
H
15.a 3
18.a 3
. B. VABC . ABC
.
4
4
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm của A ' B ' .
C ' M ABB ' AC
C. VABC . ABC
24
A. VABC . ABC
15a 3
.
4
C
18a 3
.
4
C'
A'
BC ', ABB ' A ' BC ', BM
MBC ' 60
D. VABC . ABC
M
B'
O
a 15
2
2
a 15
a 3 15
V S A ' B 'C ' . AA '
4
4
MC ' BB '2 MB '2 . tan 60
H
S A ' B 'C '
C
A
B
Ví dụ 3. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại A , AC a ,
ACB 60 , góc giữa
BC và mặt phẳng AAC C bằng 30. Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
A. VABC . ABC a 3 6 .
B. VABC . ABC a 3 3 .
C. VABC . ABC 2 2 a 3 .
D. VABC . ABC a 3 5 .
Hướng dẫn giải:
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
12
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
AC a AB a 3, BC 2a
C'
B'
AB AA ' C ' C
BC ', AA ' C ' C BC ', AC '
AC ' B 30
A'
AC ' 3a CC ' AC '2 AC 2 2a 2
V
1
AB. AC.CC ' a 3 6
2
C
B
A
C. VABCD . ABC D
H
C
a3 6
3
D'
A'
B'
C'
O
V S ABCD .DD '
D
C
B
24
a 6
DD ' BD.tan 30
3
D. Kết quả khác.
A
BD '; ABCD BD ', BD
DBD ' 30
a3 6
.
3
.V
a3 3
a3 2
. B. VABCD . ABC D
.
3
2
Hướng dẫn giải:
DD ' ABCD
A. VABCD . ABC D
N
Ví dụ 4. Cho lăng trụ đứng ABCD. ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a và đường chéo BD của
lăng trụ hợp với đáy ABCD một góc 30. Tính thể tích của khối lăng trụ ABCD. ABCD .
H
Ví dụ 5. Cho hình hộp đứng ABCD. ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và
BAD 60o . Biết AB hợp
với đáy ABCD một góc 30. Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABCD. ABCD .
a3
.
B. VABCD . ABC D a 3 5 .
2
Hướng dẫn giải:
A. VABCD . ABC D
C. VABCD. ABCD a 3 .
BB ' ABCD
A
AB ', ABCD AB ', AB
BAB ' 30
D. VABCD . ABC D
a 3
BB ' AB.tan 30
3
V S ABCD .BB ' 2 S ABD .BB '
D'
A'
B'
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
D
C
B
a3
2
a3 3
.
2
C'
13
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Ví dụ 6. Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD. ABCD có cạnh đáy bằng a , góc giữa AC ' và mặt phẳng BCC B
bằng 30. Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABCD. ABCD .
A. VABC . ABC 2a 3 .
B. VABC . ABC 2a 3 .
C. VABC . ABC
Hướng dẫn giải:
AB BCC ' B '
D. VABC . ABC a 3 .
A
AC ' B 30
AC ', BCC ' B ' AC ', BC '
2a 3
.
2
D
C
B
BC ' AB.cot 30 a 3
BB ' BC '2 B ' C '2 a 2
D'
A'
V S ABCD .BB ' a 3 2
C'
N
B'
24
Hướng dẫn giải:
AB BCC ' B '
C. a 3 cot 2 1 .
H
B. a 3 cot 2 .
A. a 3 cot 2 1 .
.V
Ví dụ 7. Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD. ABCD có cạnh đáy bằng a , đường chéo AC ' tạo với mặt bên
BCC B một góc 0 45o . Khi đó, thể tích khối lăng trụ bằng:
AC ', BCC ' B ' AC ', BC '
AC ' B
A
D. a 3 tan 2 1 .
D
C
B
C
BC ' AB.cot BB ' a cot 2 1
D'
A'
O
V S ABCD .BB ' a 3 cot 2 1
C'
H
B'
3. Dạng 3: Lăng trụ đứng có góc giữa hai mặt phẳng
Ví dụ 1. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B , BA BC a , AB hợp
với mặt đáy một góc 60 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
a3 3
.
B. VABC . ABC a 3 3 .
2
Hướng dẫn giải:
A. VABC . ABC
C. VABC . ABC a 3 .
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
D. VABC . ABC 5a 3 2 .
14
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
AA ' ABC AA ', ABC A ' B, AB
ABA ' 60
C'
A'
a3 3
1
AA ' AB.tan 60 a 3 V . AB.BC. AA '
2
2
B'
C
A
B
Ví dụ 2. Cho lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A , AC 2a,
CAB 120, góc giữa
ABC và mặt phẳng ABC bằng 45 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC.ABC .
B. VABC . ABC 3a 3 3 .
C. VABC . ABC 3a 3 .
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm của BC .
AM AC.cos 60 a
.V
B'
H
A ' M BC , AM BC
AMA ' 45
A ' BC , ABC A ' M , AM
1
BC. AM . AA ' a 3 3
2
M
B
C
AA ' AM a V
C
A
24
C'
A'
AC 2 AB 2 2 AB. AC.cos120 2a 3
BC
D. VABC . ABC 2 a 3 3 .
N
A. VABC . ABC a 3 3 .
O
Ví dụ 3. Cho lăng trụ đứng ABC. A ' B ' C ' có đáy là tam giác đều cạnh a . Mặt phẳng AB ' C ' tạo với mặt đáy
0
góc 60 . Tính theo a thể tích lăng trụ ABC. A ' B ' C ' .
a3 3
.
2
B. V
3a3 3
.
4
H
A. V
C. V
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm B ' C '
A ' M B 'C '
600
A' M
S A ' B ' C '
a3 3
.
8
D. V
A
C
AMA '
AB ' C ', A ' B ' C ' AM , A ' M
a 3
3a
; AA ' A ' M .tan
AMA '
2
2
2
3
a 3
3a 3
V SABC . AA '
4
8
3a3 3
.
8
B
C'
A'
M
B'
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
15
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Ví dụ 4. Cho lăng trụ tam giác đều ABC. ABC có cạnh đáy bằng a . Góc giữa hai mặt phẳng
ABC bằng 30. Tính theo a thể tích của khối lăng trụ
a3 3
a3 3
.
B. VABC . ABC
.
8
4
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm của BC .
A ' M BC , AM BC
A. VABC . ABC
C. VABC . ABC
ABC và
ABC. ABC .
a3
.
2
D. VABC . ABC
a3 3
.
2
C'
A'
A ' MA 30
A ' BC , ABC A ' M , AM
B'
a
a3 3
AA ' AM .tan 30 V S ABC . AA '
2
8
C
N
A
M
.V
B
Ví dụ 5. Cho hình lăng trụ đứng ABC. A ' B ' C ' có đáy ABC là tam giác vuông tại B , BC a , mặt phẳng
a
3
8
.
B.
C.
3a 3 3
.
8
D.
3a 3 3
.
2
A'
C'
O
Hướng dẫn giải:
BC AB
BC A ' B
BC AA '
BC AB ABC
BC A ' B A ' BC
BC ABC A ' BC
3a 3 3
.
4
C
A.
24
trụ ABC. A ' B ' C ' .
3
A ' BC có diện tích bằng a 2 3 . Tính thể tích khối lăng
H
A ' BC tạo với đáy một góc 30 và tam giác
H
B'
ABA '
ABC, A ' BC AB, A ' B
2
S A ' BC
2.S A ' BC 2.a 3
1
A ' B.BC A ' B
2a 3
2
BC
a
C
A
B
AB A ' B.cos
ABA ' 2a 3.cos 300 3a; AA ' A ' B.sin
ABA ' 2a 3.sin 300 a 3
VABC . A ' B 'C '
1
1
3a 3 3
B.h S ABC . AA ' . AB.BC. AA ' .3a.a.a 3
2
2
2
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
16
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Ví dụ 6. Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD. ABCD có cạnh đáy bằng a , mặt phẳng BC ' D hợp với đáy
ABCD một góc 60 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ
a3 6
a3 3
. B. VABCD . ABC D
.
6
2
Hướng dẫn giải:
Gọi I là trung điểm của BD .
AC BD, C ' I BD
BC ' D ABCD BD
A. VABCD . ABC D
C. VABCD . ABC D
ABCD. ABCD .
a3 6
.
2
D. Kết quả khác.
A'
D'
B'
BC ' D; ABCD AC , C ' I
CIC ' 60
1
a 2
a 6
AC
CC ' CI .tan 60
2
2
2
a3 6
V S ABCD .CC '
2
C'
A
CI
D
C
.V
B
N
I
0
Ví dụ 7. Cho hình hộp chữ nhật ABCD. A ' B ' C ' D ' . Mặt phẳng A ' BC hợp với đáy ABCD một góc 60 ,
Hướng dẫn giải:
AA ' ABCD
2a 3 6
.
3
300 A ' C , ABCD A ' C , AC
A ' CA
AB
BC
A ' BC , ABCD A ' B, AB
A ' BA
tan
A ' BA
a; AC
AA '
tan
A ' CA
A'
3a
D'
C'
B'
O
AA '
H
60
0
3
D. V a .
C. V 2a3 2 .
24
B. V
C
A. V 2a 3 6 .
H
A ' C hợp với đáy ABCD một góc 300 và AA ' a 3 . Tính theo a thể tích khối hộp.
A
AC 2 AB 2 2a 2; S ABCD AB.BC 2a 2 2
VABCD . A ' B 'C ' D ' S ABCD . AA ' 2a 3 6
D
B
C
4. Dạng 4: Khối lăng trụ xiên
Ví dụ 1. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a . Biết cạnh bên bằng a 3 và hợp với
đáy ABC một góc 60 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
a3 3
3a 3 3
.
B. VABC . ABC
.
8
8
Hướng dẫn giải:
A. VABC . ABC
C. VABC . ABC
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
5a 3 3
.
8
D. Đáp án khác.
17
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Kẻ A ' H ABC
B'
C'
AA ', ABC AA ', AH
A ' AH 60
A'
3a
3a 3 3
A ' H AA '.sin 60
V S ABC . A ' H
2
8
B
C
H
A
Ví dụ 2. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a , điểm A ' cách đều ba điểm A, B, C .
Góc giữa AA ' và ABC bằng 60 . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
D. VABC . ABC
N
a3 3
4
24
A ' G AG.tan 60 a V S ABC . A ' G
a3 3
.
4
C'
H
AA ', ABC AA ', AG
GAA ' 60
C. VABC . ABC
.V
3a 3 4
a3 3
.
B. VABC . ABC
.
4
2
Hướng dẫn giải:
Gọi G là trọng tâm của ABC A ' G ABC
A. VABC . ABC
C
C
5a 3 3
.
4
B'
A'
B
G
O
A
H
Ví dụ 3. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B , AC 2a ; cạnh bên AA 2a
. Hình chiếu vuông góc của A trên mặt phẳng ( ABC ) là trung điểm cạnh AC . Tính thể tích V của
khối lăng trụ ABC. ABC .
A. V
1 3
a3
a .
B. V .
2
3
Hướng dẫn giải:
C. V a3 .
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
D. V
2a 3
.
3
18
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Vì ABC là tam giác vuông cân tại B nên trung tuyến
BH
cũng là đường cao của nó và
1
HB HA HC AC a .
2
A'
C'
B'
A ' H A ' A2 AH 2 2a 2 a 2 a
VABC . ABC A ' H S ABC
B
A
1
A ' H BH AC a 3
2
H
C
Ví dụ 4. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a , hình chiếu vuông góc của A ' lên mặt
phẳng ABC trùng với tâm O của tam giác ABC . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ
C. VABC . ABC
4a 3 3
.
5
.V
a3 3
a3 3
.
B. VABC . ABC
.
12
4
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm của BC BC AA ' M
C'
H
A. VABC . ABC
N
a 3
.
ABC. ABC , biết khoảng cách giữa AA ' và BC là
4
24
Gọi H là hình chiếu của M lên AA '
a 3
HM 1
HM d AA ', BC
sin
A ' AO
8
AM 2
a
A ' AO 30 A ' O AO.tan
A ' AO
3
C
B'
A'
M
H
B
C
O
O
a3 3
V S ABC . A ' O
12
D. Kết quả khác.
A
H
Ví dụ 5. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a . Hình chiếu vuông góc của A ' trên
ABC là trung điểm của BC , góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng 30. Tính theo a thể tích của
khối lăng trụ ABC. ABC .
a3 3
a3 3
.
B. VABC . ABC
.
4
3
Hướng dẫn giải:
A. VABC . ABC
C. VABC . ABC
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
a3 3
.
12
D. VABC . ABC
a3 3
.
8
19
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Gọi M là trung điểm của BC
A ' M ABC
B'
C'
AA ', ABC AA ', AM
A ' AM 30
A ' M AM . tan 30
A'
a
a3 3
V S ABC . A ' M
2
8
C
B
M
A
Ví dụ 6. Cho lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh 2a . Hình chiếu vuông góc của A ' trên
ABC là trung điểm của AB , góc giữa mặt phẳng AAC C và mặt đáy bằng 60 . Tính theo a
thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
Hướng dẫn giải:
Gọi M là trung điểm của AB , kẻ MH AC
A ' M ABC
C. VABC . ABC
A ' HM 60
ACC ' A ', ABC A ' H , HM
2
24
1
1
a 3
AC.MH S ABC
2
2
2
a 3
3a
MH
A ' M MH .tan 60
2
2
3
3a 3
V S ABC . A ' M
2
C
S ABC a 2 3; S AMC
D. VABC . ABC a 3 3 .
B'
C'
H
3a 3 3
.
2
N
B. VABC . ABC 3a 3 3 .
.V
A. VABC . ABC 2 a 3 3 .
A'
B
C
M
O
H
H
A
a 10
Ví dụ 7. Cho lăng trụ ABC. ABC có AA
, AC a 2, BC a,
ACB 135o . Hình chiếu vuông góc của
4
C lên mặt phẳng ABC trùng với trung điểm M của AB . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ
ABC. ABC .
A. VABC . ABC a 3 .
B. VABC . ABC
a3 6
.
8
C. VABC . ABC
3a 3
.
8
D. VABC . ABC 3a 3 3 .
Hướng dẫn giải:
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
20
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
AB
AC 2 BC 2 2 AC.BC.cos
ACB a 5
2 AC 2 BC 2 AB 2
MC
4
MC ' CC '2 MC 2
V
B'
A'
a
2
C'
a 6
4
A
B
M
1
a3 6
AC.BC.sin135.MC '
2
8
C
Ví dụ 8. Cho lăng trụ ABC. ABC có độ dài cạnh bên bằng a , đáy ABC là tam giác vuông tại C ,
BAC 60o
, góc giữa BB ' và ABC bằng 60 . Hình chiếu vuông góc của B ' lên ABC trùng với trọng tâm
của tam giác ABC . Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABC. ABC .
N
27a3
27a3
73a 3
.
B. VABC . ABC
.
C. VABC . ABC
.
208
280
208
Hướng dẫn giải:
Gọi G là trọng tâm ABC , M là trung điểm AC B ' G ABC A'
a 3
a
, BG BB '.cos 60
2
2
AB
AB 3
AC AB.cos 60
, BC AB.sin 60
2
2
2
AB 3
S ABC
8
C'
M
G
C
2 AB 2 BC 2 AC 2 AB 13
3
3a
3a
BM BG
AB
2
4
4
4
13
H
S ABC
B
A
O
C
24
B ' G BB '.sin 60
27a3
.
802
B'
H
BB ', ABC BB ', BG
B ' BG 60
D. VABC . ABC
.V
A. VABC . ABC
9a 2 3
27a3
V S ABC .B ' G
104
208
Ví dụ 9. Cho hình hộp ABCD. ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 3, AD 7 . Hai mặt bên
ABB ' A ' và ADD ' A ' lần lượt tạo với đáy các góc 45 và 60 . Tính theo thể tích của khối hộp
A. 1.
ABCD. ABCD biết cạnh bên bằng 1.
B. 3.
Hướng dẫn giải:
C. 6.
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
D. 9.
21
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Kẻ A ' H ABCD , HM AB, HN AD
A'
A ' M AB, A ' N AD
A ' MH 45,
A ' NH 60
Đặt A ' H x . Khi đó:
D'
B'
x
2x
; AN
A' N
sin 60
3
Mà HM x.cot 45 x
3 4x
HM
AA ' A ' N
3
2
C'
2
2
N
A
D
M
H
3 4x2
3
x
x
3
7
VABCD. A ' B 'C ' D ' AB. AD.x 3
B
C
Ví dụ 10. Cho lăng trụ ABCD. A ' B ' C ' D ' có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm O và AB a, AD a 3 ; A ' O
N
vuông góc với đáy ABCD . Cạnh bên AA ' hợp với mặt đáy ABCD một góc 45 . Tính theo a
a
3
.
B. V
6
Hướng dẫn giải:
a3 3
.
3
S ABCD AB. AD a 2 3
A ' O ABCD
AC
a
2
C
45 AA ', ABCD AA ', AO
A ' AO
a3 6
.
2
24
AC AB 2 AD 2 2a AO
C. V
H
A. V
.V
thể tích khối lăng trụ đã cho.
3
D'
C'
B'
D
O
B
C
H
O
A'
A
A ' O AO a VABCD. A ' B 'C ' D ' S ABCD . A ' O a 3 3
D. V a3 3 .
B. LOẠI 2: THỂ TÍCH KHỐI CHÓP
Một số hình chóp đặc biệt:
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
22
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
Hình chóp tam giác đều:
Hình chóp tam giác đều:
‒ Đáy là tam giác đều.
‒ Các mặt bên là các tam giác cân.
Hình tứ diện đều:
‒ Đáy là tam giác đều.
‒ Các mặt bên là các tam giác đều.
Cách vẽ:
‒ Vẽ đáy ABC .
‒ Vẽ trung tuyến AI .
‒ Dựng trọng tâm H .
S
C
A
H
I
B
‒ Vẽ SH ABC .
N
Ta có:
‒ SH là chiều cao của hình chóp.
‒ Góc giữa mặt bên và mặt đáy:
SIH .
.V
SAH .
‒ Góc giữa cạnh bên và mặt đáy:
Hình chóp tứ giác đều:
Hình chóp tứ giác đều:
‒ Đáy là hình vuông.
‒ Các mặt bên là các tam giác cân.
Cách vẽ:
‒ Vẽ đáy ABCD .
‒ Dựng giao điểm H của hai đường chéo AC và BD .
‒ Vẽ SH ABCD .
C
24
H
S
A
O
Ta có:
‒ SH là chiều cao của hình chóp.
H
‒ Góc giữa cạnh bên và mặt đáy:
SAH .
D
O
B
C
‒ Góc giữa mặt bên và mặt đáy:
SIH .
Hình chóp có một cạnh bên vuông góc với đáy:
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
23
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
‒
SA ABC .
S
SBA .
‒ Góc giữa cạnh bên SB và mặt đáy:
‒ Góc giữa cạnh bên SC và mặt đáy:
SCA .
C
A
B
‒
SA ABCD .
S
‒ Góc giữa cạnh bên SB và mặt đáy:
SBA .
N
SCA .
‒ Góc giữa cạnh bên SC và mặt đáy:
H
.V
‒ Góc giữa cạnh bên SD và mặt đáy:
SDA .
D
B
C
24
Chú ý:
A
a) Đường chéo của hình vuông cạnh a là d a 2 .
Đường chéo của hình lập phương cạnh a là d a 3 .
C
Đường chéo của hình hộp chữ nhật có 3 kích thước a, b, c là d a 2 b 2 c 2 .
a 3
.
2
c) 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).
H
O
b) Đường cao của tam giác đều cạnh a là h
1. Dạng 1: Khối chóp có cạnh bên vuông góc với đáy
Ví dụ 1. Cho hình chóp S. ABC SB SC BC CA a . Hai mặt
ABC
và
ASC
cùng vuông góc với
SBC . Thể tích khối chóp S.ABC bằng:
A. VS . ABC
a3 3
.
12
B. VS . ABC
a3 3
.
2
C. VS . ABC
a3 3
.
6
D. VS . ABC
a3 3
.
3
Hướng dẫn giải:
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
24
Thầy NGUYỄN TIẾN ĐẠT />
ABC SBC , ASC SBC AC SBC
A
1
a3 3
SB SC BC SBC đều V .SSBC .CA
3
12
B
C
S
Ví dụ 2. Cho hình chóp S. ABC có đáy là tam giác vuông tại B , AB a, AC a 3 , cạnh bên SA vuông góc
với mặt phẳng đáy, SA a 2 . Tính theo a thể tích của khối chóp S. ABC .
B. VS . ABc
a3
.
3
a3 2
.
3
C. VS . ABM
Hướng dẫn giải:
S
C
A
C
24
H
2
a3 3
.
2
.V
1 1
a3
BC AC AB a 2 V . . AB.BC.SA
3 2
3
2
D. VS . ABM
N
A. VS . ABC
a3 3
.
3
O
B
A. VS . ABC
a3
.
4
H
Ví dụ 3. Cho hình chóp S. ABC có đáy là tam giác đều cạnh a , cạnh bên SA vuông góc với đáy và SB 2a .
Tính theo a thể tích của khối chóp S. ABC .
B. VS . ABC
a3
.
3
C. VS . ABC
a3
.
2
D. VS . ABC
a3
.
7
Hướng dẫn giải:
SA SB 2 AB 2 a 3
S
1
1 a2 3
a3
V .S ABC .SA .
.a 3
3
3 4
4
C
A
B
BẠ N KHÔNG THÊ THAY ĐÔI ĐICH ĐÊN NÊU BẠ N KHÔNG
ĐÔI THAY CON ĐƯƠNG
25