Nội dung bài học sẽ giới thiệu đến các em sự tạo thành hai mặt tròn xoay phổ biến là mặt nón và mặt trụ, các khái niệm hình nón, khối nón, hình trụ, khối trụ và các công thức tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần và thể tích của những vật thể tròn xoay dạng khối nón và khối trụ.
Trong không gian cho hai đường thẳng \(\Delta\) và \(l\) cắt nhau tại O sao cho \((\widehat{\Delta ,l})=\alpha \, (0^{\circ}< \alpha < 90^{\circ}).\)
Cho \(l\) quay quanh \(\Delta\) ta được mặt nón tròn xoay có:
Cắt mặt nón tròn xoay đỉnh O, trục \(\Delta\) bởi mặt phẳng (P) sao cho \((P)\perp \Delta ,O\notin (P).\)
Hình giới hạn bởi mặt nón, mặt phẳng (P) được gọi là hình nón.
Khối nón tròn xoay là phần không gian giới hạn bởi hình nón tròn xoay kể cả hình nón đó.
Cho hình nón có đường sinh \(l\), bán kính đáy \(R\), chiều cao \(h\), ta có các công thức sau:
Trong không gian, cho đường thẳng \(l\) song song và cách đường thẳng \(\Delta\) một khoảng R.
Cho \(l\) quay quanh \(\Delta\) ta được một mặt tròn xoay được gọi là mặt trụ tròn xoay có:
Xét hình chữ nhật OABO'.
Cho đường gấp khúc OABO' quay quanh OO' ta được hình trụ tròn xoay:
Khối trụ tròn xoay là phần không gian giới hạn bởi hình trụ tròn xoay kể cả hình trụ đó.
Trong không gian cho tam giác ABC vuông tại A có AB=a, AC = 2a. Quay tam giác ABC xung quanh cạnh AB ta được một khối nón. Tính thể tích V của khối nón đó.
Hình nón thu được có bán kính đáy R=AC=2a, chiều cao h=AB=a.
Vậy thể tích khối nón là: \(V = \frac{1}{3}\pi {r^2}h = \frac{{4\pi {a^3}}}{3}.\)
Trong không gian cho tam giác ABC vuông tại A có có AB=5, AC=12. Cho đường gấp khúc BAC quay quanh cạnh BC ta được hình nón tròn xoay. Tính thể tích của khối nón đó.
Khi quay đường gấp khúc BAC quay quanh cạnh BC ta được hai hình nón:
Hình nón thứ nhất có đường cao \({h_1} = BH\), Bán kính đáy \({R_1} = AH\).
Hình nón thứ hau có đường cao \({h_2} = CH\), Bán kính đáy \({R_2} = AH\).
Ta có: \(\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{B^2}}} + \frac{1}{{A{C^2}}} = \frac{{60}}{{13}}\)
\(BC = \sqrt {A{B^2} + A{C^2}} = 13\)
Vậy thể tích khối tròn xoay thu được là: \(V = \frac{1}{3}\pi {R_1}^2{h_1} + \frac{1}{3}\pi R_2^2{h_2} = \frac{1}{3}\pi A{H^2}(BH + CH) = \frac{{1200}}{{13}}\pi .\)
Thiết diện qua trục của một hình nón là một tam giác vuông có cạnh góc vuông bằng a.
a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình nón.
b) Tính thể tích của khối nó.
c) Một thiết diện qua đỉnh tạo với đáy một góc 600. Tính diện tích của thiết diện này.
a) Thiết diện qua trục là tam giác SAB vuông cân tại S nên: \(\widehat A = \widehat B = {45^0}.\)
Diện tích xung quanh hình nón là: \({S_{xq}} = \pi Rl = \pi .OA.SA = \pi .\frac{a}{{\sqrt 2 }}.a = \frac{{\pi {a^2}}}{{\sqrt 2 }}.\)
Diện tích toàn phần hình nón là: \({S_{tp}} = {S_{xq}} + {S_{day}} = \frac{{\pi {a^2}}}{{\sqrt 2 }} + \frac{{\pi {a^2}}}{2} = \left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }} + \frac{1}{2}} \right)\pi {a^2}.\)
b) Thể tích khối nón là: \(V = \frac{1}{3}\pi {R^2}h = \frac{1}{3}\pi .O{A^2}.SO = \frac{1}{3}\pi .\frac{{{a^2}}}{2}.\frac{a}{{\sqrt 2 }} = \frac{{\pi {a^3}}}{{6\sqrt 2 }}.\)
c) Thiết diện (SAC) qua đỉnh tạo với đáy một góc 600.
Kẻ \(OM \bot AC \Rightarrow SM \bot AC \Rightarrow \widehat {SMO} = {60^0}.\)
Do tam giác SMO vuông tại O nên \(OM = \frac{{SO}}{{\tan 60}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{6}.\)
Tam giác OAM vuông tại M nên: \(AM = \sqrt {O{A^2} - O{M^2}} = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\).
Tam giác ABC vuông tại C (nội tiếp đường tròn) suy ra \(BC \bot AC.\)
Suy ra OM là đường trung bình của tam giác ABC.
Nên \(AC = 2AM = \frac{{2a\sqrt 3 }}{3}.\)
Ta có: \(SM = SO.\sin {60^0} = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}.\)
Vậy diện tích thiết diện là: \({S_{SAC}} = \frac{1}{2}.SM.AC = \frac{1}{2}.\frac{{a\sqrt 6 }}{3}.\frac{{2a\sqrt 3 }}{3} = \frac{{{a^2}\sqrt 2 }}{3}.\)
Cho hình chữ nhật ABCD có AB = 2AD. Gọi V1 là thể tích khối trụ sinh ra do hình chữ nhật ABCD quay quanh đường thẳng AB và V2 là thể tích khối trụ sinh ra do hình chữ nhật ABCD quay quanh đường thẳng AD. Tính tỉ số \(\frac{V_2}{V_1}\).
Khối trụ sinh ra do hình chữ nhật ABCD quay quanh đường thẳng AB có bán kính đáy AD, chiều cao AB: \({V_1} = AB.\left( {\pi A{D^2}} \right)\)
Khối trụ sinh ra do hình chữ nhật ABCD quay quanh đường thẳng AD có bán kính đáy AB, chiều cao AD: \({V_2} = AD.\left( {\pi A{B^2}} \right)\)
Vậy: \(\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}} = \frac{{AD.\left( {\pi A{B^2}} \right)}}{{AB.\left( {\pi A{D^2}} \right)}} = \frac{{AB}}{{AD}} = 2.\)
Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.A’B’C’ có tất cả các cạnh đều bằng a. Tính diện tích xung quanh S của hình trụ tròn xoay ngoại tiếp lăng trụ.
Diện tích xung quanh mặt trụ được tính theo công thức \({S_{xq}} = 2\pi .R.l\).
Gọi R là bán kính đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\).
\(\Rightarrow R = \frac{2}{3}.\frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\); \(l =AA'=a\).
Vậy diện tích cần tìm là \({S_{xq}} = 2\pi .\frac{{a\sqrt 3 }}{3}.a = 2\pi \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{3}\) (đvdt).
Một hình trụ có bán kính đáy R=5 cm và khoảng cách giữa hai đáy bằng 7 cm.
a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ.
b) Tính thể tích của khối trụ
c) Cắt khối trụ bởi một mặt phẳng song song với trục và cách trụ 3cm. Hãy tính diện tích của thiết diện được tạo nên.
Hình trụ có bán kính đáy R=5 và chiều cao h=7.
a) Diện tích xung quanh hình trụ là: \({S_{xq}} = 2\pi Rl = 2\pi .5.7 = 70\pi \,\,(c{m^2})\)
Diện tích toàn phần hình trụ là: \({S_{tp}} = {S_{xq}} + 2.{S_{day}} = 70\pi + 2\pi {.5^2} = 120\pi \,\,(c{m^2}).\)
b) Thể tích khối trụ là: \(V = \pi {R^2}h = \pi {.5^2}.7 = 175\pi \,\,(c{m^3}).\)
c) Gọi I là trung điểm của AB suy ra OI=3cm.
\(IB = \sqrt {O{B^2} - O{I^2}} = \sqrt {{5^2} - {3^2}} = 4.\)
Ta có: AB=2IB=8.
Dễ thấy thiết diện ABB'A' là hình chữ nhật.
Vậy diện tích thiết diện là: \({S_{ABB'A'}} = AB.AA' = 8.7 = 56\,\,(c{m^2}).\)
Nội dung bài học sẽ giới thiệu đến các em sự tạo thành hai mặt tròn xoay phổ biến là mặt nón và mặt trụ, các khái niệm hình nón, khối nón, hình trụ, khối trụ và các công thức tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần và thể tích của những vật thể tròn xoay dạng khối nón và khối trụ.
Để cũng cố bài học xin mời các em cũng làm Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hình học 12 Chương 2 Bài 1để kiểm tra xem mình đã nắm được nội dung bài học hay chưa.
Khẳng định nào sau đây là sai?
Một khối nón tròn xoay có độ dài đường sinh l = 13 cm và bán kính đáy r=5 cm. Tính thể tích V của khối nón.
Một tam giác ABC vuông tại A có AB = 6, AC = 8. Cho đường gấp khúc ABC quay quanh cạnh AC được hình nón có diện tích xung quanh và diện tích toàn phần lần lượt là S1, S2. Hãy chọn kết quả đúng.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức và nắm vững hơn về bài học này nhé!
Bên cạnh đó các em có thể xem phần hướng dẫn Giải bài tập Hình học 12 Chương 2 Bài 1 sẽ giúp các em nắm được các phương pháp giải bài tập từ SGK Hình học 12 Cơ bản và Nâng cao.
Bài tập 1 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 2 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 3 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 4 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 5 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 6 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 7 trang 39 SGK Hình học 12
Bài tập 8 trang 40 SGK Hình học 12
Bài tập 9 trang 40 SGK Hình học 12
Bài tập 10 trang 40 SGK Hình học 12
Bài tập 2.1 trang 46 SBT Hình học 12
Bài tập 2.2 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.3 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.4 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.5 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.6 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.7 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.8 tr 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.9 trang 47 SBT Hình học 12
Bài tập 2.10 trang 48 SBT Hình học 12
Bài tập 2.11 trang 48 SBT Hình học 12
Bài tập 2.12 trang 49 SBT Hình học 12
Bài tập 11 trang 53 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 12 trang 53 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 13 trang 53 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 14 trang 53 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 15 trang 53 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 16 trang 54 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 17 trang 59 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 18 trang 59 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 19 trang 60 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 20 trang 60 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 21 trang 60 SGK Hình học 12 NC
Nếu có thắc mắc cần giải đáp các em có thể để lại câu hỏi trong phần Hỏi đáp, cộng đồng Toán DapAnHay sẽ sớm trả lời cho các em.
-- Mod Toán Học 12 DapAnHay
Khẳng định nào sau đây là sai?
Một khối nón tròn xoay có độ dài đường sinh l = 13 cm và bán kính đáy r=5 cm. Tính thể tích V của khối nón.
Một tam giác ABC vuông tại A có AB = 6, AC = 8. Cho đường gấp khúc ABC quay quanh cạnh AC được hình nón có diện tích xung quanh và diện tích toàn phần lần lượt là S1, S2. Hãy chọn kết quả đúng.
Cho hình trụ có hai đường tròn đáy lần lượt là (O); (O’). Biết thể tích khối nón có đỉnh là O và đáy là hình tròn (O’) là \(a^3\). Tính thể tích V của khối trụ đã cho?
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A′B′C′D′ có \(AB=AD=2a, AA' = 3\sqrt 2 a.\) Tính điện tích toàn phần S của hình trụ có hai đáy lần lượt ngoại tiếp hai đáy của hình hộp chữ nhật đã cho.
Một cái phễu rỗng phần trên có kích thước như hình vẽ. Tính diện tích xung quanh cái phễu.
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có đáy là hình vuông cạnh a và cạnh bên bằng 2a. Tính diện tích xung quanh \(S_{xq}\) của hình nón có đỉnh là tâm O của hình vuông A’B’C’D’ và đáy là hình tròn nội tiếp hình vuông ABCD.
Cho hai hình vuông cùng có cạnh bằng 5 được xếp chồng lên nhau sao cho đỉnh X của một hình vuông là tâm của hình vuông còn lại (như hình vẽ bên). Tính thể tích V của vật thể tròn xoay khi quay mô hình trên xung quanh trục XY.
Trong một chiếc hộp hình trụ người ta bỏ vào đó 6 quả banh tennis, biết rằng đáy của hình trụ bằng hình tròn lớn trên quả banh và chiều cao hình trụ bằng 6 lần đường kính của quả banh. Gọi V1 là tổng thể tích của 6 quả banh và V2 là thể tích của khối trụ. Tính tỉ số \(\frac{V_1}{V_2}\)?
Một hình trụ có trục \(OO' = 2\sqrt 7\), ABCD là hình vuông có cạnh bằng 8 có đỉnh nằm trên hai đường tròn đáy sao cho tâm của hình vuông trùng với trung điểm của OO'. Tính thể tích V của hình trụ.
Một hình trụ có bán kính đáy bằng 50 cm và có chiều cao h = 50 cm.
a) Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ được tạo nên.
b) Một đoạn thẳng có chiều dài 100 cm và có hai đầu mút nằm trên hai đường tròn đáy. Tính khoảng cách từ đoạn thẳng đó đến trục hình trụ.
Hình chóp tam giác đều S.ABC có SA = SB = SC = a và có góc giữa mặt bên và mặt phẳng đáy bằng \(\alpha \). Tính diện tích xung quanh của hình trụ có đường tròn đáy là đường tròn nội tiếp tam giác đáy của hình chóp và có chiều cao bằng chiều cao của hình chóp. Các mặt bên SAB , SBC , SCA cắt hình trụ theo những giao tuyến như thế nào?
Chứng ming rằng hình tròn xoay có vô số mặt phẳng đối xứng.
Trong mỗi trường hợp sau, gọi tên hình tròn xoay:
a) Sinh bởi ba cạnh của hình chữ nhật khi quay quanh đường thẳng chứa cạnh thứ tư.
b) Sinh bởi một hình chữ nhật (kể cả điểm trong) khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh.
Cho đường tròn (O; R) nằm trong mặt phẳng (P). Tìm tập hợp các điểm M trong không gian sao cho hình chiếu của chúng trên (P) luôn nằm trên đường tròn đã cho.
Chứng minh rằng các tiếp tuyến của mặt cầu song song với một đường thẳng cố định luôn nằm trên một mặt trụ xác định.
Mặt phẳng đi qua trục của một hình trụ, cắt hình trụ theo thiết diện là hình vuông cạnh 2R.
a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ.
b) Tính thể tích của khối trụ.
c) Tính thể tích của khối lăng trụ tứ giác đều nội tiếp hình trụ.
Một hình trụ có bán kính đáy bằng R và chiều cao \(R\sqrt 3 \)
a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ.
b) Tình thể tích của khối trụ giới hạn bởi hình trụ.
c) Cho hai điểm A và B lần lượt nằm trên hai đường tròn đáy sao cho góc giữa AB và trục của hình trụ bằng 300. Tính khoảng cách giữa AB và trục của hình trụ.
Trong mỗi trường hợp sau, hãy gọi tên hình tròn xoay:
a) Sinh bởi ba cạnh của một tam giác cân khi quay quanh trục đối xứng của tam giác đó.
b) Sinh bởi một tam giác vuông (kể cả điểm trong) khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh góc vuông.
Cho điểm A nằm trong mặt cầu S. Chứng minh rằng các đường thẳng đi qua A tiếp xúc với mặt cầu S luôn nằm trên một mặt nón xác định.
Một mặt cầu gọi là ngoại tiếp một hình nón nếu mặt cầu đó đi qua đỉnh của hình nón và đi qua đường tròn đáy của hình nón. Hình nón như vậy gọi là nội tiếp mặt cầu đó.
a) Chứng minh rằng mọi hình nón đều có mặt cầu ngoại tiếp duy nhất.
b) Một hình nón có chiều cao h và bán kính đáy bằng r. Tìm bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình nón đó.
c) Cho hình nón nội tiếp mặt cầu bán kính R. Nếu hình nón đó có chiều cao bằng h thì bán kính đáy của nó bằng bao nhiêu? Tính diện tích xung quanh của hình nón đó.
Một mặt cầu gọi là nội tiếp hình nón nếu nó tiếp xúc với mặt đáy của hình nón và tiếp xúc với mọi đường sinh của hình nón. Khi đó hình nón được gọi là ngoại tiếp mặt cầu.
a) Chứng minh rằng mọi hình nón đều có một mặt cầu nội tiếp duy nhất.
b) Một hình nón có chiều cao h và bán kính đáy bằng r. Hãy tính bán kính mặt cầu nội tiếp hình nón đó.
Cho tam giác ABC vuông tại A, AB = c, AB = b. Tính thể tích của khối tròn xoay sinh bởi tam giác đó (kể cả các điểm trong) khi quay quanh đường thẳng BC.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Nêu tên một số đồ vật có hình dạng là các mặt tròn xoay.
Câu trả lời của bạn
Một số đồ vật có hình dạng là các mặt tròn xoay: cái nón, lọ hoa, cái ốc, cuộn dây điện.
Cắt mặt xung quanh của một hình nón tròn xoay dọc theo một đường sinh rồi trải ra trên mặt phẳng ta được một nửa hình tròn bán kính R. Hỏi hình nón đó có bán kính r của đường tròn đáy và góc ở đỉnh của hình nón bằng bao nhiêu ?
Câu trả lời của bạn
Cắt mặt xung quanh của một hình nón tròn xoay dọc theo một đường sinh rồi trải ra trên mặt phẳng ta được một nửa hình tròn bán kính R
⇒ đường sinh có độ dài bằng R và chu vi đường tròn đáy bằng nửa chu vi đường tròn bán kính R.
Chu vi đường tròn đáy hình nón chính là nửa chu vi đường tròn bán kính \(R\) nên \(2\pi r = \dfrac{1}{2}.2\pi R \Leftrightarrow r = \dfrac{R}{2}\)
Ta có: \(\sin \widehat {{A_1}} = {r \over 1} = {r \over R} = {1 \over 2} \Rightarrow \widehat {{A_1}} = {30^0}\)
Suy ra, góc ở đỉnh hình chóp: \(\widehat A = 2\widehat {{A_1}} = {2.30^0} = {60^0}\)
Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh a. Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ có hai đáy là hai hình tròn ngoại tiếp hai hình vuông ABCD và A’B’C’D’.
Câu trả lời của bạn
Biểu diễn đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD cạnh a như hình vẽ
Khi đó: Tâm đường tròn là giao điểm 2 đường chéo.
Bán kính đường tròn = r = IA = \({{a\sqrt 2 } \over 2}\)
Diện tích đường tròn là: \(\pi {r^2} = {{{\pi a^2}} \over 2}\)
=> diện tích xung quanh của hình trụ thỏa mãn đề bài (l = a) là:
\({S_{xq}} = 2\pi rl = 2\pi a{{\sqrt 2 } \over 2}a = \pi {a^2}{{\sqrt 2 }}\)
Diện tích khối trụ thỏa mãn đề bài (h = a) là:
\(V = B.h = {{{\pi a^2}} \over 2}a = {{{\pi a^3}} \over 2}\)
Hãy gọi tên các hình tròn xoay hoặc khối tròn xoay sinh ra bởi: Ba cạnh của hình chữ nhật khi quay quanh đường thẳng chứa cạnh thứ tư.
Câu trả lời của bạn
Khi xoay ba cạnh của hình chữ nhật khi quay quanh đường thẳng chứa cạnh thứ tư ta được hình trụ tròn xoay có đường cao là cạnh thứ tư còn bán kính hình trụ bằng độ dài của cạnh kề với cạnh thứ tư đó.
Ví dụ khi xoay ba cạnh của hình chữ nhật ABCD quanh cạnh CD ta đươc hình trụ tròn xoay có đường cao CD và bán kính đáy AD.
Hãy gọi tên các hình tròn xoay hoặc khối tròn xoay sinh ra bởi: Ba cạnh của một tam giác cân khi quay quanh trục đối xứng nó.
Câu trả lời của bạn
Khi xoay ba cạnh của một tam giác cân khi quay quanh trục đối xứng nó ta được hình nón tròn xoay có chiều cao bằng chiều cao của tam giác cân, còn bán kính đáy bằng một nửa độ dài cạnh đáy của tam giác cân đó.
Ví dụ: Tam giác ABC cân tại A có trục đối xứng AH. Khi quay tam giác ABC quanh AH ta được hình nón có đường cao Ah và bán kính đáy bằng BC/2.
Cho đường tròn tâm \(O\) bán kính \(r\) nằm trên mặt phẳng \((P)\). Từ những điểm \(M\) thuộc đường tròn này ta kẻ những đường thẳng vuông góc với \((P)\). Chứng minh rằng những đường thẳng như vậy nằm trên một mặt trụ tròn xoay. Hãy xác định trục và bán kính của mặt trụ đó.
Câu trả lời của bạn
Xét đường thẳng \(∆\) đi qua điểm \(O\) và vuông góc với mặt phẳng \((P)\).
Gọi \(d\) là đường thẳng đi qua \(M\in (C)\) và \(d\) vuông góc với \((P)\). Do đó \(d // ∆\).
Quay mặt phẳng \((Q)\) tạo bởi \(d\) và \(∆\) quanh đường thẳng \(∆\), thì đường thẳng \(d\) vạch lên một mặt trụ tròn xoay. Mặt trụ này chứa tất cả những đường thẳng đi qua các điểm \(M \in (C)\) và vuông góc với \((P)\).
Trục của mặt trụ là \(∆\) và bán kính của trụ bằng \(OM=r\).
Hãy gọi tên các hình tròn xoay hoặc khối tròn xoay sinh ra bởi: Một tam giác vuông kể cả các điểm trong của tam giác vuông đó khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh góc vuông.
Câu trả lời của bạn
Khi xoay một tam giác vuông kể cả các điểm trong của tam giác vuông đó khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh góc vuông ta được khối nón tròn xoay.
Hãy gọi tên các hình tròn xoay hoặc khối tròn xoay sinh ra bởi: Một hình chữ nhật kể cả các điểm trong của hình chữ nhật đó khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh.
Câu trả lời của bạn
Khi xoay một hình chữ nhật kể cả các điểm trong của hình chữ nhật đó khi quay quanh đường thẳng chứa một cạnh ta được khối trụ tròn xoay.
Trong không gian cho hai điểm \(A, B\) cố định và có độ dài \(AB = 20 cm\). Gọi \(d\) là một đường thẳng thay đổi luôn luôn đi qua \(A\) và cách \(B\) một khoảng bằng \(10 cm\). Chứng tỏ rằng đường thẳng \(d\) luôn luôn nằm trên một mặt nón, hãy xác định trục và góc ở đỉnh của mặt nón đó.
Câu trả lời của bạn
Kẻ \(BH \bot d\) ta có \(BH = 10cm\). Gọi \(\alpha = \widehat {BAH}\)
Ta có \(\sin \alpha = {{BH} \over {AB}} = {1 \over 2} \Rightarrow \alpha = {30^0}=const\).
Đường thẳng \(d\) cắt AB tại điểm A và tạo thành góc \(30^0\) nên đường thẳng \(d\) luôn thuộc mặt nón nhận đường thẳng \(AB\) làm trục và có góc ở đỉnh bằng \(2α = 60^0\)
Một hình trụ có bán kính đáy \(r = 5cm\) và có khoảng cách giữa hai đáy bằng \(7 cm\). Cắt khối trụ bởi một mặt phẳng song song với trục và cách trục \(3 cm\). Hãy tính diện tích của thiết diện được tạo nên.
Câu trả lời của bạn
Thiết diện là hình chữ nhật có một cạnh bằng chiều cao của hình trụ bằng \(7 cm\).
Giả sử thiết diện là \(ABB_1A_1\). Ta có \(AA_1 = 7 cm\).
Gọi H là trung điểm của AB ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
OH \bot AB\\
OH \bot {A_1}A
\end{array} \right. \Rightarrow OH \bot \left( {AB{B_1}{A_1}} \right)\)
Suy ra \(d\left( {O;\left( {AB{B_1}{A_1}} \right)} \right) = OH\).
Lại có: OO1// mp (AA1B1B) nên OH = d(O; (AA1B1B)= d( OO1, (AA1B1B) ) = 3 cm.
Do tam giác \(OAH\) vuông tại \(H\) (quan hệ vuông góc giữa đường kính và dây cung) nên áp dụng định lí Pitago ta có: \(AH^2 = OA^2 – OH^2 = 25 – 9 = 16\).
\(\Rightarrow AH = 4 cm \Leftrightarrow AB = 8 cm\).
Vậy diện tích của thiết diện là: \(S=AB.AA_1=8.7=56\) (\(cm^2\)).
Cắt một hình nón bằng một mặt phẳng qua trục của nó ta được thiết diện là một tam giác đều cạnh \(2a\). Tính diện tích xung quanh và thể tích của hình nón đó.
Câu trả lời của bạn
Theo đề bài, đường kính của hình tròn đáy của nón bằng \(\displaystyle 2a\).
Vậy bán kính \(\displaystyle r = a\) và độ dài đường sinh của hình nón \(\displaystyle l = 2a\).
Suy ra chiều cao của hình nón: \(\displaystyle h = \sqrt {{l^2} - {r^2}} = \sqrt {4{a^2} - {a^2}} = a\sqrt 3 \)
Vậy diện tích xung quanh của hình nón là: \(\displaystyle S_{xq} = πrl = π.a.2a=2a^2π\)
Thể tích khối nón là: \(\displaystyle V = {1 \over 3}\pi {r^2}.h = {1 \over 3}\pi {a^2}.a\sqrt 3 = {{\pi {a^3}\sqrt 3 } \over 3}\)
Một hình trụ có bán kính đáy \(r = 5cm\) và có khoảng cách giữa hai đáy bằng \(7 cm\). Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ được tạo nên.
Câu trả lời của bạn
Theo đầu bài, hình trụ có chiều cao \(h = 7 cm\) và bán kính đáy \(r = 5 cm\).
Vậy diện tích xung quanh bằng: \(S_{xq}= 2πrh = 2π.5.7= 70π\)(\(cm^2\))
Thể tích của khối trụ là: \(V = πr^2h =π.5^2.7= 175π\) (\(cm^3\))
Một hình trụ có bán kính \(r\) và chiều cao \(h = r\sqrt3\). Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ.
Câu trả lời của bạn
Theo công thức ta có:
\(S_{xq} = 2πrh = 2\sqrt3 πr^2\)
\(S_{tp} = 2πrh + 2πr^2 = 2\sqrt3 πr^2 + 2 πr^2 \)
\(= 2(\sqrt3 + 1)πr^2\) ( đơn vị thể tích)
Một hình trụ có bán kính \(r\) và chiều cao \(h = r\sqrt3\). Tính thể tích khối trụ tạo nên bởi hình trụ đã cho.
Câu trả lời của bạn
\(V\)trụ = \(πR^2h = \sqrt3 π r^3\)
Một hình trụ có hai đáy là hai hình tròn \((O;r)\) và \((O';r)\). Khoảng cách giữa hai đáy là \(OO' = r.\sqrt3\). Một hình nón có đỉnh là \(O'\) và có đáy là hình tròn \((O;r)\). Gọi \(S_1\) là diện tích xung quanh của hình trụ và \(S_2\) là diện tích xung quanh của hình nón, hãy tính tỷ số \({{{S_1}} \over {{S_2}}}\).
Câu trả lời của bạn
Hình trụ có chiều cao \(l = h = r\sqrt3\) và bán kính đáy \(r\) nên diện tích xung quanh hình trụ là:
\[S_1 = 2πr.h = 2πr.r\sqrt3 = 2\sqrt3 πr^2\]
Với \(M\) là một điểm bất kì thuộc đường tròn \((O)\) thì \(O'M\) là một đường sinh của hình nón ta có:
\(l' = O'M = \sqrt {OO{'^2} + O{M^2}} = \sqrt {3{r^2} + {r^2}} = 2r\)
Hình nón có bán kính đáy \(r\) và độ dài đường sinh \(l=2r\) nên diện tích xung quanh hình nón là:
\[S_2 = πrl'= π.r.2r = 2πr^2\]
Vậy: \({{{S_1}} \over {{S_2}}} = {{2\sqrt 3 \pi {r^2}} \over {2\pi {r^2}}} = \sqrt 3 \)
Một hình trụ có bán kính \(r\) và chiều cao \(h = r\sqrt3\). Cho hai điểm \(A\) và \(B\) lần lượt nằm trên hai đường tròn đáy sao cho góc giữa đường thẳng \(AB\) và trục của hình trụ bằng \(30^0\). Tính khoảng cách giữa đường thẳng \(AB\) và trục của hình trụ.
Câu trả lời của bạn
Giả sử trục của hình trụ là \(O_1O_2\) và \(A\) nằm trên đường tròn tâm \(O_1\), \(B\) nằm trên đường tròn tâm \(O_2\); \(I\) là trung điểm của \(O_1O_2\) , \(J\) là trung điểm của \(AB\).
Ta chứng minh \(IJ\) là đường vuông góc chung của \(O_1O_2\) và \(AB\).
Hạ \(BB_1\) vuông góc với đáy, \(J_1\) là hình chiếu vuông góc của \(J\) xuống đáy.
Dễ thấy \(J_1\) là trung điểm của \(AB_1\) (định lí đường trung bình của tam giác).
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{O_1}{J_1} \bot A{B_1}\\{O_1}{J_1} \bot B{B_1}\end{array} \right. \Rightarrow {O_1}{J_1} \bot \left( {AB{B_1}} \right)\).
Mà \(IJ//{O_1}{J_1} \Rightarrow IJ \bot \left( {AB{B_1}} \right)\) \( \Rightarrow IJ \bot AB\).
\(\left\{ \begin{array}{l}IJ//{O_1}{J_1}\\{O_1}{O_2} \bot {O_1}{J_1}\end{array} \right. \Rightarrow IJ \bot {O_1}{O_2}\).
Vậy IJ là đường vuông góc chung của \(O_1O_2\) và \(AB\) \( \Rightarrow d\left( {AB;{O_1}{O_2}} \right) = IJ\)
Ta có: \(BB_1\) // \({O_1}{O_2}\) \( \Rightarrow \widehat {\left( {AB;{O_1}{O_2}} \right)} = \widehat {\left( {AB;B{B_1}} \right)} = \widehat {AB{B_1}}\).
do vậy: \(AB_1 = BB_1.tan 30^0\) = \( \frac{\sqrt{3}}{3}h = r\).
Xét tam giác vuông \(O_1J_1A\) vuông tại \(J_1\) ta có:
\( O_{1}J^{2}_{1}\) = \( O_{1}A^{2}\) - \( AJ^{2}_{1} =\) \( r^{2} - {\left( {{r \over 2}} \right)^2}=\) \( \frac{3}{4}r^{2}\) \( \Rightarrow {O_1}{J_1} = \frac{{r\sqrt 3 }}{2}\)
Vậy khoảng cách giữa \(AB\) và \(O_1O_2\) là: \( \frac{\sqrt{3}}{2}r\).
Cho hình trụ có bán kính \(r\) và có chiều cao cũng bằng \(r\). Một hình vuông \(ABCD\) có hai cạnh \(AB\) và \(CD\) lần lượt là các dây cung của hai đường tròn đáy, còn cạnh \(BC\) và \(AD\) không phải là đường sinh của hình trụ. Tính diện tích của hình vuông đó và cosin của góc giữa mặt phẳng chứa hình vuông và mặt phẳng đáy.
Câu trả lời của bạn
Do tính chất đối xứng của \((ABCD)\) nên \((ABCD)\) cắt \(OO'\) tại trung điểm \(I\) của \(OO'\). \(I\) cũng là giao điểm của hai đường chéo \(AC,BD\).
Xét tam giác vuông \(IOB\) ta có: \(IB^2=IO^2+OB^2\)
\(\Rightarrow IB=\sqrt {{{\left( {{r \over 2}} \right)}^2} + {r^2}} = {{r\sqrt 5 } \over 2}\)
\(\Rightarrow AC=BD=2IB=r\sqrt5\).
Do ABCD là hinh vuông nên \(AB= \dfrac{{AC}}{{\sqrt 2 }}={{r\sqrt {10} } \over 2}\)
Vậy \(S_{ABCD}={AB}^2={{5{r^2}} \over 2}\).
Gọi \(E\) là trung điểm của \(AB\)
\(\Rightarrow OE\bot AB, IE\bot AB\).
\(\Rightarrow \widehat {IEO}\) là góc giữa \((ABCD)\) và mặt đáy của hình trụ.
Ta có: \(IE = \dfrac{1}{2}AD ={{r\sqrt {10} } \over 4}, OI={r\over 2}\).
Xét tam giác vuông IOE có: \(OE = \sqrt {I{E^2} - O{I^2}} \) \( = \sqrt {{{\left( {\dfrac{{r\sqrt {10} }}{4}} \right)}^2} - {{\left( {\dfrac{r}{2}} \right)}^2}}\) \( = \dfrac{{r\sqrt 6 }}{4}\)
\(cos\widehat {IEO}={{OE}\over {IE}}={\sqrt{15}\over5}\)
Cắt hình nón đỉnh \(S\) bởi mặt phẳng đi qua trục ta được một tam giác vuông cân có cạnh huyền bằng \(a\sqrt2\). Tính diện tích xuang quanh, diện tích đáy và thể tích của khối nón tương ứng.
Câu trả lời của bạn
Tam giác \(SAB\) vuông cân tại S nên \(SA = SB = a\).
Cạnh huyền chính bằng đường kính đáy do vậy bán kính đáy \(r = \dfrac{a\sqrt{2}}{2}\), đường sinh \(l = a\).
Gọi \(h\) là độ dài đường cao của hình nón ta có: \(h = \sqrt {{l^2} - {r^2}} = \sqrt {{a^2} - \dfrac{{{a^2}}}{2}} = \dfrac{{a\sqrt 2 }}{2}\)
Vậy \(S_{xq} = πrl =\) \( \dfrac{\sqrt{2}}{2}\pi a^2\) ( đơn vị diện tích)
\(S_{đáy}\) = \( \pi r^{2}\) = \( \pi \dfrac{a^{2}}{2}\) ( đơn vị diện tích);
\(V\)nón = \( \dfrac{1}{3}\pi r^{2}h\) \( = \dfrac{\sqrt{2}}{12}\pi a^{3}\) (đơn vị thể tích)
Cho hình lập phương ngoại tiếp mặt cầu bán kính r cho trước. Hãy tính thể tích của hình lập phương đó.
Câu trả lời của bạn
Hình lập phương ngoại tiếp mặt cầu bán kính \(r\) có cạnh bằng \(2r\)
Thể tích hình lập phương đó là: \(V={(2r)^3} = 8{r^3}\).
Hãy tìm tập hợp tâm các mặt cầu luôn luôn đi qua hai điểm cố định A và B cho trước.
Câu trả lời của bạn
Do tâm mặt cầu cách đều hai điểm A, B nên tập hợp tâm cần tìm chính là tập hợp các điểm cách đều hai điểm A, B.
Tập hợp tâm các mặt cầu luôn luôn đi qua hai điểm cố định A và B cho trước là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB.
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *