GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 1 B h a b c a a a B h CHUYÊN ĐỀ: PHƢƠNG PHÁP LUYỆN TẬP THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN ƠN TẬP 3 KIẾN THỨC CƠ BẢN HÌNH HỌC LỚP 12 A. THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN I/ Các cơng thức thể tích của khối đa diện: 1. THỂ TÍCH KHỐI LĂNG TRỤ: V= B.h 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 b) Thể tích khối lập phương: V = a 3 với a là độ dài cạnh 2. THỂ TÍCH KHỐI CHĨP: V= 1 3 Bh với B : diện tích đáy h : chiều cao 3. TỈ SỐ THỂ TÍCH TỨ DIỆN: Cho khối tứ diện SABC và A’, B’, C’ là các điểm tùy ý lần lượt thuộc SA, SB, SC ta cĩ: SABC SA 'B'C' V SA SB SC V SA' SB' SC' C' B' A' C B A S 4. THỂ TÍCH KHỐI CHĨP CỤT: hV B B' BB' 3 với B, B' : diện tích hai đáy h : chiều cao BA C A' B' C' GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 2 a 3a C' B' A' C B A LOẠI 1: THỂ TÍCH LĂNG TRỤ 1) Dạng 1: Khối lăng trụ đứng cĩ chiều cao hay cạnh đáy Ví dụ 1: Đáy của lăng trụ đứng tam giác ABC.A’B’C’ là tam giác ABC vuơng cân tại A cĩ cạnh BC = a 2 và biết A'B = 3a. Tính thể tích khối lăng trụ. a 2 Lời giải: Ta cĩ ABC vuơng cân tại A nên AB = AC = a ABC A'B'C' là lăng trụ đứng AA' AB 2 2 2 2 AA'B AA' A'B AB 8a AA' 2a 2 Vậy V = B.h = SABC .AA' = 3 a 2 Ví dụ 2: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD.A’B’C’D' cĩ cạnh bên bằng 4a và đường chéo 5a. Tính thể tích khối lăng trụ này. 5a 4a D' C' B' A' D C BA Lời giải: ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên BD 2 = BD' 2 - DD' 2 = 9a 2 BD 3a ABCD là hình vuơng 3a AB 2 Suy ra B = SABCD = 2 9a 4 Vậy V = B.h = SABCD.AA' = 9a 3 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. A' C' B' A B C I Lời giải: Gọi I là trung điểm BC .Ta cĩ ABC đều nên AB 3 3 & 2 AI 2 AI BC A'I BC(dl3 ) A'BC A'BC 2S1 S BC.A'I A'I 4 2 BC AA' (ABC) AA' AI . 2 2A'AI AA' A'I AI 2 Vậy : VABC.A’B’C’ = SABC .AA'= 8 3 Ví dụ 4: Một tấm bìa hình vuơng cĩ cạnh 44 cm, người ta cắt bỏ đi ở mỗi gĩc tấm bìa một hình vuơng cạnh 12 cm rồi gấp lại thành một cái hộp chữ nhật GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 3 A' D B' C' A' C D' C' B'B D' A 60 D' C' B' A' D C BA o60 C' B' A' C B A khơng cĩ nắp. Tính thể tích cái hộp này. D' A' C' B' D A C B Giải Theo đề bài, ta cĩ AA' = BB' = CC' = DD' = 12 cm nên ABCD là hình vuơng cĩ AB = 44 cm - 24 cm = 20 cm và chiều cao hộp h = 12 cm Vậy thể tích hộp là V = SABCD.h = 4800cm 3 Ví dụ 5: Cho hình hộp đứng cĩ đáy là hình thoi cạnh a và cĩ gĩc nhọn bằng 60 0 Đường chéo lớn của đáy bằng đường chéo nhỏ của lăng trụ. Tính thể tích hình hộp . Lời giải: Ta cĩ tam giác ABD đều nên : BD = a và SABCD = 2SABD = 2a 3 2 Theo đề bài BD' = AC = a 3 2 a 3 2 2 2DD'B DD' BD' BD a 2 Vậy V = SABCD.DD' = 3a 6 2 2)Dạng 2: Lăng trụ đứng cĩ gĩc giữa đường thẳng và mặt phẳng. Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' cĩ đáy ABC là tam giác vuơng cân tại B với BA = BC = a ,biết A'B hợp với đáy ABC một gĩc 600 . Tính thể tích lăng trụ. Lời giải: Ta cĩ A'A (ABC) A'A AB&AB là hình chiếu của A'B trên đáy ABC . Vậy ogĩc[A'B,(ABC)] ABA' 60 0ABA' AA' AB.tan60 a 3 SABC = 21 a BA.BC 2 2 Vậy V = SABC.AA' = 3a 3 2 Ví dụ 2: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' cĩ đáy ABC là tam giác vuơng tại A với AC = a , ACB= 60 o biết BC' hợp với (AA'C'C) một gĩc 300. Tính AC' và thể tích lăng trụ. GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 4 a o 60 o 30 C' B' A' C B A Lời giải: o a 3ABC AB AC.tan60 . Ta cĩ: AB AC;AB AA' AB (AA'C'C) nên AC' là hình chiếu của BC' trên (AA'C'C). Vậy gĩc[BC';(AA"C"C)] = BC'A = 30o o AB AC'B AC' 3a tan30 V =B.h = SABC.AA' 2 2 AA'C' AA' AC' A'C' 2a 2 ABC là nửa tam giác đều nên 2 ABC a 3 S 2 Vậy V = 3a 6 Ví dụ 3: Cho lăng trụ đứng ABCD A'B'C'D' cĩ đáy ABCD là hình vuơng cạnh a và đường chéo BD' của lăng trụ hợp với đáy ABCD một gĩc 300. Tính thể tích và tổng diên tích của các mặt bên của lăng trụ . o 30 a D' C' A' B' D C B A Giải: Ta cĩ ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên ta cĩ: DD' (ABCD) DD' BD và BD là hình chiếu của BD' trên ABCD . Vậy gĩc [BD';(ABCD)] = 0DBD' 30 0 a 6BDD' DD' BD.tan30 3 Vậy V = SABCD.DD' = 3a 6 3 S = 4SADD'A' = 24a 6 3 Ví dụ 4: Cho hình hộp đứng ABCD A'B'C'D' cĩ đáy ABCD là hình thoi cạnh a và BAD = 60 o biết AB' hợp với đáy (ABCD) một gĩc 30o . Tính thể tích của hình hộp. a o 30 o 60 D' C'B' A' D CB A Giải ABDđều cạnh a 2 ABD a 3 S 4 2 ABCD ABD a 3 S 2S 2 ABB'vuơng tạiB oBB' ABtan30 a 3 Vậy 3 ABCD 3a V B.h S .BB' 2 3) Dạng 3: Lăng trụ đứng cĩ gĩc giữa 2 mặt phẳng Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' cĩ đáy ABC là tam giác vuơng cân tại B với BA = BC = a ,biết (A'BC) hợp với đáy (ABC) một gĩc 60 0 .Tính thể tích lăng trụ. GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 5 C' B' A' C B A o 60 Lời giải: Ta cĩ A'A (ABC)&BC AB BC A'B Vậy ogĩc[(A'BC),(ABC)] ABA' 60 0ABA' AA' AB.tan60 a 3 SABC = 21 a BA.BC 2 2 Vậy V = SABC.AA' = 3a 3 2 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 gĩc 300 và diện tích tam giác A’BC bằng 8. Tính thể tích khối lăng trụ. x o30 I C' B' A' C B A Giải: ABC đều AI BC mà AA' (ABC) nên A'I BC (đl 3 ). Vậy gĩc[(A'BC);)ABC)] = A'IA = 30o Giả sử BI = x 3 2 32 x x AI .Ta cĩ x xAI AIIAAIA 2 3 32 3 2 30cos:':' 0 A’A = AI.tan 300 = xx 3 3 .3 Vậy VABC.A’B’C’ = CI.AI.A’A = x 3 3 Mà SA’BC = BI.A’I = x.2x = 8 2 x Do đĩ VABC.A’B’C’ = 8 3 Ví dụ 3: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD A'B'C'D' cĩ cạnh đáy a và mặt phẳng (BDC') hợp với đáy (ABCD) một gĩc 60o.Tính thể tích khối hộp chữ nhật. a 060 O A' D' B' C' C A D B Gọi O là tâm của ABCD . Ta cĩ ABCD là hình vuơng nênOC BD CC' (ABCD) nên OC'BD (đl 3 ). Vậy gĩc[(BDC');(ABCD)] = COC' = 60 o Ta cĩ V = B.h = SABCD.CC' ABCD là hình vuơng nên SABCD = a 2 OCC' vuơng nên CC' = OC.tan60 o = a 6 2 Vậy V = 3 a 6 2 Ví dụ 4: Cho hình hộp chữ nhật ABCD A'B'C'D' cĩ AA' = 2a ; mặt phẳng (A'BC) hợp với đáy (ABCD) một gĩc 60o và A'C hợp với đáy (ABCD) một gĩc 30 o .Tính thể tích khối hộp chữ nhật. GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 6 2a o 30 o 60 D' C'B' A' D C B A Ta cĩ AA' (ABCD) AC là hình chiếu của A'C trên (ABCD) . Vậy gĩc[A'C,(ABCD)] = oA'CA 30 BC AB BC A'B (đl 3 ) . Vậy gĩc[(A'BC),(ABCD)] = oA'BA 60 A'ACAC = AA'.cot30o = 2a 3 A'ABAB = AA'.cot60o = 2a 3 3 2 2 4a 6ABC BC AC AB 3 Vậy V = AB.BC.AA' = 316a 2 3 4) Dạng 4: Khối lăng trụ xiên Ví dụ 1: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' cĩ đáy ABC là tam giác đều cạnh a , biết cạnh bên là a 3 và hợp với đáy ABC một gĩc 60o . Tính thể tích lăng trụ. H o 60 a B' A' C' C B A Lời giải: Ta cĩ C'H (ABC) CH là hình chiếu của CC' trên (ABC) Vậy ogĩc[CC',(ABC)] C'CH 60 0 3aCHC' C'H CC'.sin60 2 SABC = 2 3a 4 .Vậy V = SABC.C'H = 33a 3 8 Ví dụ 2: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' cĩ đáy ABC là tam giác đều cạnh a . Hình chiếu của A' xuống (ABC) là tâm O đường trịn ngoại tiếp tam giác ABC biết AA' hợp với đáy ABC một gĩc 60 . 1) Chứng minh rằng BB'C'C là hình chữ nhật. 2) Tính thể tích lăng trụ . GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 7 H O o60 C' A a B' A' C B Lời giải: 1) Ta cĩ A'O (ABC) OA là hình chiếu của AA' trên (ABC) Vậy ogĩc[AA',(ABC)] OAA' 60 Ta cĩ BB'CC' là hình bình hành ( vì mặt bên của lăng trụ) AO BC tại trung điểm H của BC nên BC A'H (đl 3 ) BC (AA'H) BC AA' mà AA'//BB' nên BC BB' .Vậy BB'CC' là hình chữ nhật. 2) ABC đều nên 2 2 a 3 a 3 AO AH 3 3 2 3 oAOA' A'O AOtan60 a Vậy V = SABC.A'O = 3a 3 4 Ví dụ 3: Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ cĩ đáy là hình chữ nhật với AB = 3 AD = 7 .Hai mặt bên (ABB’A’) và (ADD’A’) lần lượt tạo với đáy những gĩc 450 và 600. . Tính thể tích khối hộp nếu biết cạnh bên bằng 1. H N M D' C' B' A' D C B A Lời giải: Kẻ A’H )(ABCD ,HM ADHNAB , ADNAABMA ',' (đl 3 ) o o A'MH 45 ,A'NH 60 Đặt A’H = x . Khi đĩ A’N = x : sin 600 = 3 2x AN = HM x NAAA 3 43 '' 2 22 Mà HM = x.cot 45 0 = x Nghĩa là x = 7 3 3 43 2 x x Vậy VABCD.A’B’C’D’ = AB.AD.x = 3 3. 7. 3 7 GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 8 LOẠI 2: THỂ TÍCH KHỐI CHĨP 1) Dạng 1: Khối chĩp cĩ cạnh bên vuơng gĩc với đáy Ví dụ 1: Cho hình chĩp SABC cĩ SB = SC = BC = CA = a . Hai mặt (ABC) và (ASC) cùng vuơng gĩc với (SBC). Tính thể tích hình chĩp . _ \ / / a B S C A Lời giải: Ta cĩ (ABC) (SBC) (ASC) (SBC) AC (SBC) Do đĩ 2 3 SBC 1 1 a 3 a 3 V S .AC a 3 3 4 12 Ví dụ 2: Cho hình chĩp SABC cĩ đáy ABC là tam giác vuơng cân tại B với AC = a biết SA vuơng gĩc với đáy ABC và SB hợp với đáy một gĩc 60o. 1) Chứng minh các mặt bên là tam giác vuơng . 2)Tính thể tích hình chĩp . a o60 S C B A Lời giải: 1) SA (ABC) SA AB&SA AC mà BC AB BC SB ( đl 3 ). Vậy các mặt bên chĩp là tam giác vuơng. 2) Ta cĩSA (ABC) AB là hình chiếu của SB trên (ABC). Vậy gĩc[SB,(ABC)] = oSAB 60 . ABCvuơng cân nên BA = BC = a 2 SABC = 2 1 a BA.BC 2 4 o a 6 SAB SA AB.tan60 2 Vậy 2 3 ABC 1 1 a a 6 a 6 V S .SA 3 3 4 2 24 Ví dụ 3: Cho hình chĩp SABC cĩ đáy ABC là tam giác đều cạnh a biết SA vuơng gĩc với đáy ABC và (SBC) hợp với đáy (ABC) một gĩc 60o. Tính thể tích hình chĩp . GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 9 a o60 M C B A S Lời giải: Mlà trung điểm của BC,vì tam giác ABC đều nên AM BCSABC (đl3 ) . Vậy gĩc[(SBC);(ABC)] = oSMA 60 . Ta cĩ V = ABC 1 1 B.h S .SA 3 3 o 3a SAM SA AMtan60 2 Vậy V = 3 ABC 1 1 a 3 B.h S .SA 3 3 8 Ví dụ 4: Cho hình chĩp SABCD cĩ đáy ABCD là hình vuơng cĩ cạnh a và SA vuơng gĩc đáy ABCD và mặt bên (SCD) hợp với đáy một gĩc 60o. 1) Tính thể tích hình chĩp SABCD. 2) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SCD). H a D C B A S o 60 Lời giải: 1)Ta cĩ SA (ABC) và CD AD CD SD ( đl 3 ).(1) Vậy gĩc[(SCD),(ABCD)] = SDA = 60o . SADvuơng nên SA = AD.tan60 o = a 3 Vậy 2 3 ABCD a 1 1 a 3 V S .SA a 3 3 3 3 2) Ta dựng AH SD ,vì CD (SAD) (do (1) ) nên CD AH AH (SCD) Vậy AH là khoảng cách từ A đến (SCD). 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 4 SAD AH SA AD 3a a 3a Vậy AH = a 3 2 2) Dạng 2 : Khối chĩp cĩ một mặt bên vuơng gĩc với đáy Ví dụ 1: Cho hình chĩp S.ABCD cĩ đáy ABCD là hình vuơng cĩ cạnh a Mặt bên SAB là tam giác đều nằm trong mặt phẳng vuơng gĩc với đáyABCD, 1) Chứng minh rằng chân đường cao khối chĩp trùng với trung điểm cạnh AB. 2) Tính thể tích khối chĩp SABCD. a H D C B A S Lời giải: 1) Gọi H là trung điểm của AB. SAB đều SH AB mà (SAB) (ABCD) SH (ABCD) Vậy H là chân đường cao của khối chĩp. 2) Ta cĩ tam giác SAB đều nên SA = a 3 2 suy ra 3 ABCD 1 a 3 V S .SH 3 6 GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 10 Ví dụ 2: Cho tứ diện ABCD cĩ ABC là tam giác đều ,BCD là tam giác vuơng cân tại D , (ABC) (BCD) và AD hợp với (BCD) một gĩc 60o . Tính thể tích tứ diện ABCD. o 60 a H D C B A Lời giải: Gọi H là trung điểm của BC. Ta cĩ tam giác ABC đều nên AH (BCD) , mà (ABC) (BCD) AH (BCD) . Ta cĩ AHHDAH = AD.tan60 o =a 3 & HD = AD.cot60 o = a 3 3 BCDBC = 2HD = 2a 3 3 suy ra V = 3 BCD 1 1 1 a 3 S .AH . BC.HD.AH 3 3 2 9 Ví dụ 3: Cho hình chĩp S.ABC cĩ đáy ABC là tam giác vuơng cân tại B, cĩ BC = a. Mặt bên SAC vuơng gĩc với đáy, các mặt bên cịn lại đều tạo với mặt đáy một gĩc 45 0 . a) Chứng minh rằng chân đường cao khối chĩp trùng với trung điểm cạnh AC. b) Tính thể tích khối chĩp SABC. 45 I J H A C B S Lời giải: a) Kẽ SH BC vì mp(SAC)mp(ABC) nên SHmp(ABC). Gọi I, J là hình chiếu của H trên AB và BC SIAB, SJBC, theo giả thiết oSIH SJH 45 Ta cĩ: HJHISHJSHI nên BH là đường phân giác của ABCừ đĩ suy ra H là trung điểm của AC. b) HI = HJ = SH = 2 a VSABC= 12 . 3 1 3a SHS ABC GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 11 3) Dạng 3 : Khối chĩp đều Ví dụ 1: Cho chĩp tam giác đều SABC cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng 2a. Chứng minh rằng chân đường cao kẻ từ S của hình chĩp là tâm của tam giác đều ABC.Tính thể tích chĩp đều SABC . a 2a H O C B A S Lời giải: Dựng SO (ABC) Ta cĩ SA = SB = SC suy ra OA = OB = OC Vậy O là tâm của tam giác đều ABC. Ta cĩ tam giác ABC đều nên AO = 2 2 a 3 a 3 AH 3 3 2 3 2 2 2 2 11a SAO SO SA OA 3 a 11 SO 3 .Vậy 3 ABC 1 a 11 V S .SO 3 12 Ví dụ 2:Cho khối chĩp tứ giác SABCD cĩ tất cả các cạnh cĩ độ dài bằng a . 1) Chứng minh rằng SABCD là chĩp tứ giác đều. 2) Tính thể tích khối chĩp SABCD. a O D C B A S Lời giải: Dựng SO (ABCD) Ta cĩ SA = SB = SC = SD nên OA = OB = OC = ODABCD là hình thoi cĩ đường trịn gnoại tiếp nên ABCD là hình vuơng . Ta cĩ SA 2 + SB 2 = AB 2 +BC 2 = AC 2 nên ASC vuơng tại S 2 2 a OS 3 21 1 2 2. 3 3 2 6 ABCD a a V S SO a Vậy 3 a 2 V 6 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 chĩp MABC. GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 12 aI H O M C B A D Lời giải: a) Gọi O là tâm của ABC ( )DO ABC 1 . 3 ABCV S DO 2 3 4 ABC a S , 2 3 3 3 a OC CI 2 2ơ ĩ :DOC vu ng c DO DC OC 6 3 a 2 31 3 6 2 . 3 4 3 12 a a a V b) Kẻ MH// DO, khoảng cách từ M đến mp(ABC) là MH 1 6 2 6 a MH DO 2 31 1 3 6 2 . . 3 3 4 6 24 MABC ABC a a a V S MH Vậy 3 a 2 V 24 Bài tập tƣơng tự: Bài 1: Cho hình chĩp đều SABC cĩ cạnh bên bằng a hợp với đáy ABC một gĩc 60o . Tính thể tích hình chĩp. Đs: 3 3a V 16 Bài 2: Cho hình chĩp tam giác đều SABC cĩ cạnh bên a, gĩc ở đáy của mặt bên là 45 o . 1) Tính độ dài chiều cao SH của chĩp SABC . Đs: SH = a 3 2) Tính thể tích hình chĩp SABC. Đs: 3 a V 6 Bài 3: Cho hình chĩp tam giác đều SABC cĩ cạnh đáy a và mặt bên hợp với đáy một gĩc 60o. Tính thể tích hình chĩp SABC. Đs: 3 a 3 V 24 Bài 4 : Cho chĩp tam giác đều cĩ đường cao h hợp với một mặt bên một gĩc 30o . Tính thể tích hình chĩp. Đs: 3 h 3 V 3 Bài 5 : Cho hình chĩp tam giác đều cĩ đường cao h và mặt bên cĩ gĩc ở đỉnh bằng 60o. Tính thể tích hình chĩp. Đs: 3 h 3 V 8 Bài 6 : Cho hình chĩp tứ giác đều SABCD cĩ cạnh đáy a và oASB 60 . 1) Tính tổng diện tích các mặt bên của hình chĩp đều. Đs: 2 a 3 S 3 2) Tính thể tích hình chĩp. Đs: 3 a 2 V 6 Bài 7 : Cho hình chĩp tứ giác đều SABCD cĩ chiều cao h ,gĩc ở đỉnh của mặt bên GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 13 bằng 60o. Tính thể tích hình chĩp. Đs: 3 2h V 3 Bài 8: Cho hình chĩp tứ giác đều cĩ mặt bên hợp với đáy một gĩc 45o và khoảng cách từ chân đường cao của chĩp đến mặt bên bằng a. Tính thể tích hình chĩp . Đs: 3 8a 3 V 3 Bài 9: Cho hình chĩp tứ giác đều cĩ cạnh bên bằng a hợp với đáy một gĩc 60o. Tính thề tích hình chĩp. Đs: 3 a 3 V 12 Bài 10: Cho hình chĩp SABCD cĩ tất cả các cạnh bằng nhau. Chứng minh rằng SABCD là chĩp tứ giác đều.Tính cạnh của hình chĩp này khi thể tích của nĩ bằng 3 9a 2 V 2 . Đs: AB = 3a 4) Dạng 4 : Khối chĩp & phương pháp tỷ số thể tích Ví dụ 1: Cho hình chĩp S.ABC cĩ tam giác ABC vuơng cân ở B, 2AC a , SA vuơng gĩc với đáy ABC , SA a 1) Tính thể tích của khối chĩp 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 chĩp S.AMN G M N I C B A S Lời giải: a)Ta cĩ: . 1 . 3 S ABC ABCV S SA và SA a + â ĩ : 2ABCc n c AC a AB a 21 2 ABCS a Vậy: 3 21 1. . 3 2 6 SABC a V a a b) Gọi I là trung điểm BC. G là trọng tâm,ta cĩ : 2 3 SG SI // BC MN// BC 2 3 SM SN SG SB SC SI 4 . 9 SAMN SABC V SM SN V SB SC Vậy: 34 2 9 27 SAMN SABC a V V GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 14 Ví dụ 2: Cho tam giác ABC vuơng cân ở A và AB a . Trên đường thẳng qua C và vuơng gĩc với mặt phẳng (ABC) lấy điểm D sao cho CD a . Mặt phẳng qua C vuơng gĩc với BD, cắt BD tại F và cắt AD tại E. a) Tính thể tích khối tứ diện ABCD. b) Chứng minh ( )CE ABD c) Tính thể tích khối tứ diện CDEF. a a F E B A C D Lời giải: a)Tính ABCDV : 3 ABCD ABC 1 a V S .CD 3 6 b)Tacĩ: ,AB AC AB CD ( )AB ACD AB EC Ta cĩ: DB EC ( )EC ABD c) Tính EFDCV :Ta cĩ: . (*) DCEF DABC V DE DF V DA DB Mà 2.DE DA DC , chia cho 2DA 2 2 2 2 1 2 2 DE DC a DA DA a Tương tự: 2 2 2 2 2 1 3 DF DC a DB DB DC CB Từ(*) 1 6 DCEF DABC V V .Vậy 31 6 36 DCEF ABCD a V V Ví dụ 3: Cho khối chĩp 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 chĩp bị phân chia bởi mặt phẳng đĩ. N S O M B D C A Lời giải: Kẻ MN // CD (N )SD thì hình thang ABMN là thiết diện của khối chĩp khi cắt bởi mặt phẳng (ABM). + SABCDSADBSANB SADB SAND VVV SD SN V V 4 1 2 1 2 1 SABCDSBCDSBMN SBCD SBMN VVV SD SN SC SM V V 8 1 4 1 4 1 2 1 . 2 1 . Mà VSABMN = VSANB + VSBMN = SABCDV 8 3 . Suy ra VABMN.ABCD = SABCDV 8 5 Do đĩ : 5 3 . ABCDABMN SABMN V V GV: Huỳnh Thành Chuyên đề:Luyện tập Hình Học Khơng Gian ĐT:0909077549 15 I O A B C D S E F M Ví dụ 4: Cho hình chĩp tứ giác đều S.ABCD, đáy là hình vuơng cạnh a, cạnh bên tạo với đáy gĩc 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) Hảy xác định mp(AEMF) b) Tính thể tích khối chĩp S.ABCD c) Tính thể tích khối chĩp S.AEMF d) Lời giải: a) Gọi I SO AM . Ta cĩ (AEMF) //BD EF // BD b) . D D 1 . 3 S ABC ABCV S SO với 2 DABCS a + SOA cĩ : 6 .tan 60 2 a SO AO Vậy : 3 . D 6 6 S ABC a V c) Phân chia chĩp tứ giác ta cĩ . EMFS AV = VSAMF + VSAME =2VSAMF .S ABCDV = 2VSACD = 2 VSABC Xét khối chĩp S.AMF và S.ACD Ta cĩ : 1 2 SM SC SAC cĩ trọng tâm I, EF // BD nên: 2 3 SI SF SO SD D 1 . 3 SAMF SAC V SM SF V SC SD 3 D D 1 1 6 3 6 36 SAMF SAC SAC a V V V 3 3 . EMF 6 6 2 36 18 S A a a V Ví dụ 5: Cho hình chĩp S.ABCD cĩ đáy ABCD là hình vuơng cạnh a, SA vuơng gĩc đáy, 2SA a . Gọi B’, D’ là hình chiếu của A lần lượt lên SB, SD. Mặt phẳng (AB’D’) cắt SC tại C’. a) Tính thể tích khố
Tài liệu đính kèm: