Tải bản đầy đủ (.doc) (6 trang)

Chuyen de the tich khoi da dien co loi giai

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.03 MB, 6 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>BÀI TẬP HÌNH HỌC KHƠNG GIAN</b>


<b>Bài 1: </b>


Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vng cạnh a, cạnh bên bằng 2a. Tính thể
tích của khối chóp theo a.


<b>HD: Gọi O là tâm hình vng ABCD</b>
Vì S.ABCD là hình chóp đều nên :
Ta có : SABCD = a2.


Và SO là đường cao của khối chóp. Xét tam giác
SAO vng tại O có : AO = 2


2 2
<i>AC</i> <i>a</i>




 SO =


2


2 2 <sub>4</sub> 2 14


2 2


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SA</i>  <i>AO</i>  <i>a</i>  
Vậy thể tích là



V =


3
2


1 1 14 14


. . . .


3 <i>ABCD</i> 3 2 6


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SO S</i>  <i>a</i> 


<b>Bài 2: </b>


Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại đỉnh B, <i>AC a</i> 2 và <i>SB a</i> 3
. Đường thẳng SA vng góc với mặt phẳng (ABC). Tính theo a thể tích khối chóp S.ABC.
<b>HD:</b>


Xét tam giác ABC vng cân tại B, ta có: <i><sub>AC</sub></i>2 <sub>2</sub><i><sub>AB</sub></i>2



suy ra: 2 1 2 1.2 2 2


2 2


<i>AB</i>  <i>AC</i>  <i>a</i> <i>a</i>  <i>AB a</i>



 SABC = 1 2


2<i>a</i>


Vì SA vng góc với đáy nên SA là đường cao của khối
chóp S.ABC. Xét tam giác SAB vng tại A có:


SA2<sub> = SB</sub>2<sub> – AB</sub>2<sub> = 3a</sub>2<sub> – a</sub>2<sub> = 2a</sub>2<sub></sub><sub> SA = </sub><i><sub>a</sub></i> <sub>2</sub><sub>.</sub>


Vậy thể tích là : V =


2 3


1 1 2


. . . 2.


3 <i>ABC</i> 3 2 6


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SA S</i>  <i>a</i> 


<b>Bài 3: </b>


Hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại A, <i>AB a</i> , <i>AC a</i> 3, mặt bên SBC là
tam giác cân tại S (<i>SB SC</i> 2 )<i>a</i> và vng góc với mặt phẳng đáy. Tính theo a thể tích khối
chóp S.ABC.


<b>HD: Gọi O là trung điểm của BC</b>



Vì (SBC)  (ABC), (SBC)  (ABC) = BC và SO  BC nên


SO là đường cao của khối chóp S.ABC.
Xét tam giác ABC vng tại A có :


BC2<sub> = AB</sub>2<sub> + AC</sub>2<sub> = a</sub>2<sub> + 3a</sub>2<sub> = 4a</sub>2<sub></sub><sub> BC = 2a, hay</sub>


tam giác SBC là tan giác đều cạnh 2a


 SO = (2 ) 3 3


2
<i>a</i>


<i>a</i>

và SABC =


2


1 1 3


. . 3


2 2 2


<i>a</i>
<i>AB AC</i>  <i>a a</i> 
Vậy thể tích là V =



2 3


1 1 3


. . 3.


3 <i>ABC</i> 3 2 2


<i>a</i> <i>a</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vng cạnh a. Biết <i>SA SB</i> 2<i>a</i> và hai mặt
phẳng (SAB) và (ABCD) vuông góc với nhau. Tính thể tích khối chóp S.ABCD.


<b>HD:Gọi H là trung điểm của AB</b>


ABCD là hình vng cạnh a  SABCD = a2.


Vì (SAB)  (ABCD), (SAB)(ABCD) = AB và SH 


AB nên SH là đường cao của khối chóp S.ABCD.
Xét tam giác SAH vng tại H có :


SH2<sub> = SA</sub>2<sub> – AH</sub>2<sub> = 4a</sub>2<sub> - </sub>


2 <sub>15</sub> 2


4 4


<i>a</i> <i>a</i>



  SH = 15


2
<i>a</i>
Vậy thể tích là :


V =


3
2


1 1 15 15


. . . .


3 <i>ABCD</i> 3 2 6


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SH S</i>  <i>a</i> 


<b>Bài 5: </b>


Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên (SAB) và (SAC) vng góc với mặt (ABC). Đáy ABC là
tam giác cân tại đỉnh A, độ dài đường trung tuyến <i>AM</i> <i>a</i>. Mặt bên (SBC) tạo với đáy góc <sub>45</sub>0


và <i><sub>SBA</sub></i> <sub>30</sub>0


 . Tính thể tích của khối chóp S.ABC.


<b>HD:</b>




( ) ( )


( ) ( ) ( )


( ) ( )


<i>SAB</i> <i>ABC</i>


<i>SAC</i> <i>ABC</i> <i>SA</i> <i>ABC</i>


<i>SAB</i> <i>ABC</i> <i>SA</i>







  




 <sub></sub> <sub></sub>




hay SA là


đường cao của khối chóp S.ABC.


Theo gt, <sub>((</sub><i><sub>SBC</sub></i><sub>),(</sub><i><sub>ABC</sub></i><sub>)) (</sub><i><sub>SM AM</sub></i><sub>,</sub> <sub>) 45</sub>0


   SA =


AM = a. Xét tam giác SAB vng tại A có :
AB = <sub>0</sub> 3


tan 30
<i>SA</i>


<i>a</i>


 . Khi đó :
SABC = 2SABM = AM.


2 2 <sub>. 3</sub> 2 2 2 <sub>2</sub>


<i>AB</i>  <i>AM</i> <i>a</i> <i>a</i>  <i>a</i> <i>a</i>
Vậy thể tích là : V =


3
2


1 1 2


. . . . 2


3 <i>ABC</i> 3 3



<i>a</i>


<i>SA S</i>  <i>a a</i>  .


<b>Bài 6: </b>


Cho hình chóp đều S.ABC có các cạnh bên <i>SA SB SC a</i>   . Góc giữa cạnh bên và đáy bằng


0


60 . Tính thể tích của khối chóp S.ABC theo a
<b>HD:</b>


Gọi O là tâm tam giác đều ABC. Khi đó SO là đường cao
khối chóp S.ABC.


Xét tam giác SOA vng tại O có : SO = SA.sin600<sub> = </sub> 3


2
<i>a</i>
Và AM = 3 3 <sub>0</sub> 3. 3 3


2 2 tan 60 2 2 3 4


<i>SO</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>OA</i>  


Đặt AB = x. Ta có :


SABC =


2 <sub>3</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>3</sub>


. . .


4 2 2 8


<i>x</i> <i>a</i>


<i>AM BC</i> <i>AM x</i> <i>x</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

3 3
2
2 3


<i>a</i> <i>a</i>


<i>x</i>  . Do đó SABC =


2<sub>.3 3</sub>


16
<i>a</i>
Vậy thể tích là : V =


2 3


1 3 .3 3 3
. .



3 2 16 32


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>




<b>Bài 7: </b>


Đáy ABC của hình chóp SABC là tam giác vng cân (BA=BC). Cạnh bên SA vng góc với
mặt phẳng đáy và có độ dài là <i>a</i> 3. Cạnh bên SB tạo với đáy một góc <sub>60</sub>0<sub>. Tính diện tích tồn </sub>


phần của khối chóp.
<b>HD:</b>


Vì SA  (ABC) nên <sub>(</sub><i><sub>SB ABC</sub></i><sub>,(</sub> <sub>)) (</sub><sub></sub><i><sub>SB AB</sub></i><sub>,</sub> <sub>) 60</sub><sub></sub> 0


 <sub>0</sub>


tan 60
<i>SA</i>


<i>AB</i> <i>a</i> = BC, do đó : AC = <i><sub>a</sub></i> <sub>2</sub> và SB = 2a
Mặt khác, ta có :


<i>SA</i> <i>BC</i>


<i>BC</i> <i>SB</i>


<i>AB</i> <i>BC</i>






 





 hay tam giác SBC vuông tại B.
Vậy Stp = SSAB + SSAC + SSBC + SABC


= 1

<sub></sub>

. . . .

<sub></sub>


2 <i>SA AB SA AC SB BC AB BC</i>  


=



2


2 2 2 2


1


3 6 2 ( 3 6 3)


2 2


<i>a</i>


<i>a</i> <i>a</i>  <i>a</i> <i>a</i>   



<b>Bài 8: </b>


Hình chóp S.ABC có các cạnh bên nghiêng đều với đáy một góc <sub>60</sub>0<sub>, độ dài các cạnh đáy là</sub>


3, 4, 5


<i>CB</i> <i>CA</i> <i>AB</i> . Tính thể tích V của khối chóp.
<b>HD:</b>


Ta có : AB2<sub> = CA</sub>2<sub> + CB</sub>2<sub> = 25 </sub><sub></sub><sub></sub><sub>ABC vuông tại C. Do các</sub>


cạnh bên cùng tạo với đáy một góc 600<sub> và gọi O là trung điểm</sub>


AB  SO là đường cao khối chóp S.ABC.


Xét tam giác SAO vng tại O có : SO = OA.tan600<sub> = </sub>5 3


2 .
Và SABC = 1 . 6


2<i>CA CB</i> .


Vậy thể tích là : V = 1 5 3. .6 5 3
3 2 


<b>Bài 9: </b>


Hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân, cạnh đáy BC =
a và <i><sub>BAC</sub></i> <sub></sub>

<sub></sub>

<sub>. Các cạnh bên nghiêng với đáy một góc </sub>

.

Tính thể tích khối chóp.


<b>HD:</b>


Do các cạnh bên cùng tạo với đáy một góc  và gọi O là trung


điểm AB  SO là đường cao khối chóp S.ABC.


</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

BC2<sub> = 2AB</sub>2<sub> – 2AB</sub>2<sub>.cos</sub>

<sub></sub>

<sub></sub><sub> AB</sub>2<sub> = </sub>


2


2 2cos <sub>2sin</sub>
2


<i>a</i> <i>a</i>





 


 


 


 <sub></sub> <sub></sub>


 



 AB = AC =


2sin
2
<i>a</i>




Xét tam giác SCO vng tại O có : SO = OC.tan

= .tan
2
<i>a</i>




Do đó : SABC =


2


2


1 1 1


. .sin . .sin . os


2 2 <sub>2sin</sub> 4 2


2
<i>a</i>


<i>AB AC</i>

<i>a c</i>






 


 


 <sub></sub> <sub></sub> 


 


 


.


Vậy thể tích là : V =


3
2


1 1 1


. . .tan . . os .sin
3 <i>ABC</i> 3 2 4 2 24 2


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SO S</i> 

<i>a c</i>



<b>Bài 10: </b>



Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi cạnh a,  <sub>60 ,</sub>0 5


2
<i>a</i>


<i>BAD</i> <i>SA SC</i>  , SB = SD.
Tính thể tích khối chóp S.ABCD.


HD:


Vì AB = AD = a và <i><sub>BAD</sub></i> <sub>60</sub>0


 nên tam giác ABD là tam
giác đều


 SABCD = 2.SABD = 2.


2 <sub>3</sub> 2 <sub>3</sub>


4 2


<i>a</i> <i>a</i>




Mặt khác, SA = SC, SB = SD, gọi O là trung điểm AC.


 SO  (ABCD) hay SO là đường cao khối chóp .



Xét tam giác SCO có :


SO = 2 2 5 2 3 2 2


4 4 2


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>SC</i>  <i>OC</i>   


Vậy thể tích là : V =


2 3


1 1 2 3 6


. . .


3 <i>ABCD</i> 3 2 2 12


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>SO S</i>  


<b>Bài 11:</b>


Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vng tại A, BC = a, SA =SB = SC = 3
2


<i>a</i> <sub> và mặt bên</sub>


SAB hợp với đáy một góc bằng 600<sub>. Tính thể tích của khối chóp S.ABC.</sub>


<b>HD:</b>


Vì SA = SB = SC và ABC vuông tại A, gọi O là trung điểm


BC nên SO là đường cao của khối chóp S.ABC.
Xét ABC vng tại O có :


SO = 2 2 3 2 2 2


4 4 2


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>SC</i>  <i>OC</i>   


Gọi M là trung điểm AB  OM //= 1


2<i>AC</i>. Xét SOM vuông
tại O có : OM = <sub>0</sub> 2 6


tan 60 2 3 6


<i>SO</i> <i>a</i> <i>a</i>


   AC = 6


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Suy ra, AB =



2


2 2 2 6 3


9 3


<i>a</i> <i>a</i>


<i>BC</i>  <i>AC</i>  <i>a</i>  


Khi đó : SABC =


2


1 1 3 6 2


. . .


2 2 3 3 6


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>AB AC</i>  


Vậy thể tích là : V =


2 3


1 1 2 2



. . . .


3 <i>ABC</i> 3 2 6 18


<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>


<i>SO S</i>  


<b>Bài 12:</b>


Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, SA  (ABC),
 <sub>60 ,</sub>0 <sub>,</sub> <sub>3</sub>


<i>ACB</i> <i>BC a SA a</i>  . Gọi M là trung điểm của SB. Chứng minh (SAB)  (SBC).
Tính thể tích khối tứ diện MABC.


<b>HD:</b>


Ta có: <i>SA</i> <i>BC</i> <i>BC</i> (<i>SAB</i>)


<i>AB</i> <i>BC</i>





 







hay (SBC) (SAB)


Xét tam giác ABC vng tại B có: AB = BC.tan600<sub> = a</sub> <sub>3</sub><sub>.</sub>
 SABC =


2


1 3


.


2 2


<i>a</i>
<i>AB BC</i> 
Do đó : VABCD =


2 3


1 1 3


. ( 3).


3 <i>ABCD</i> 3 2 2


<i>a</i> <i>a</i>


<i>SA S</i>  <i>a</i> 



Vì M là trung điểm của SB nên :
VMABC =


3 3


1 1


.


2 <i>ABCD</i> 2 2 4


<i>a</i> <i>a</i>


<i>V</i>  


<b>Bài 13:</b>


Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác ABC vng tại B, <i>AB a BC a</i> ,  3. Tam giác
SAC đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy.Tính thể tích khối chóp S.ABC.


<b>HD: Gọi O là trung điểm AC</b>


Vì (SAC) (ABC) và SO  AC nên SO  (ABC) hay SO


là đường cao của khối chóp S.ABC.
Xét tam giác ABC vng tại B, có :
SABC =


2



1 1 3


. . 3


2 2 2


<i>a</i>
<i>AB BC</i>  <i>a a</i> 


Và AC = <i><sub>AB</sub></i>2 <i><sub>BC</sub></i>2 <i><sub>a</sub></i>2 <sub>3</sub><i><sub>a</sub></i>2 <sub>2</sub><i><sub>a</sub></i>


    , mà tam giác
SAC là tam giác đều nên SO = (2 ) 3 3


2
<i>a</i>


<i>a</i>
 .
Vậy VS.ABC =


2 3


1 1 3


. . . 3.


3 <i>ABC</i> 3 2 2


<i>a</i> <i>a</i>



<i>SO S</i>  <i>a</i> 


<b>Bài 14:</b>


Cho lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác vng tại B, AB = BC = a, cạnh bên AA’=
2


</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Theo gt ta có : SABC = 2


2<i>a</i> . Vì đây là lăng trụ đứng nên AA’ là
đường cao của lăng trụ.


Vậy V = AA’.SABC =


3 <sub>2</sub>


2
<i>a</i>


<b>Bài 15:</b>


Cho khối lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy ABC vng tại


A, AC = a, góc ACB bằng 600<sub>. Đường thẳng BC’ tạo với (AA’C’C) một góc 30</sub>0<sub>. Tính thể tích </sub>


khối lăng trụ đã cho.
<b>HD:</b>


Vì đây là lăng trụ đứng nên các cạnh bên là đường cao của lăng trụ.


Xét tam giác ABC vng tại A, có : AB = AC.tan600<sub> = a</sub> <sub>3</sub>


và BC = B’C’ = 2a.


 SABC =


2


1 3


.


2 2


<i>a</i>
<i>AB AC</i> 


Mạt khác, ABAC và AB  AA’ nên AB (AA’C’C) ,do đó :


  0


(<i>BC</i>',(AA ' ' ) (<i>C C</i>  <i>BC AC</i>', ')<i>BC A</i>' 30 .


Xét tam giác BC’A vng tại A, có : BC’ = <sub>0</sub> 2 3
sin 30


<i>AB</i>


<i>a</i>



 .


Xét tam giác BB’C’ vng tại B’, có :


BB’ = <i><sub>BC</sub></i><sub>'</sub>2 <i><sub>B C</sub></i><sub>' '</sub>2 <sub>12</sub><i><sub>a</sub></i>2 <sub>4</sub><i><sub>a</sub></i>2 <sub>2</sub><i><sub>a</sub></i> <sub>2</sub>


   


Vậy : V = BB’.SABC =


2


3


3


2 2. 6


2
<i>a</i>


<i>a</i> <i>a</i> .


<b>Bài 16: </b>


Đáy ABC của hình lăng trụ ABC.A'B'C' là tam giác đều cạnh
a. Góc giữa cạnh bên hình lăng trụ và mặt đáy bằng <sub>30</sub>0<sub>. Hình</sub>


chiếu vng góc của đỉnh A trên mặt phẳng đáy (A’B’C’)
trùng với trung điểm H của cạnh A’C’. Tính thể tích khối lăng


trụ.


HD:


Họi H là hình chiếu của A lên (A’B’C’)  AH là đường cao


của lăng trụ.


Theo gt ta có : SABC =


2 <sub>3</sub>


4
<i>a</i>


.
Xét tam giác AHA’ vng tại H có :
AH = A’H.tan300<sub> = </sub> <sub>.</sub> 3 3


2 3 6


<i>a</i> <i>a</i>



Vậy : V = AH.SABC = 3


6


<i>a</i> <sub>.</sub> 2 <sub>3</sub>



4


<i>a</i> <sub>=</sub> 3


</div>

<!--links-->

×