Bài 3: Khái niệm về thể tích của khối đa diện
Lý thuyết
Mục lục
* * * * *
Bài 3 (SGK trang 25)
Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Tính tỉ số thể tích khối hộp đó và thể tích của khối tứ diện ACB'D' ?
Hướng dẫn giải
Gọi S là diện tích đáy ABCD và h là chiều cao của khối hộp. Chia khối hộp thành khối tứ diện ACB’D’ và bốn khối chóp A.A’B’D’, C.C’B’D’, B’.BAC và D’. DAC. Ta thấy bốn khối chóp sau đều có diện tích đáy bằng và chiều cao bằng h, nên tổng các thể tích của chúng bằng
.
Từ đó suy ra thể tích của khối tứ diện
ACB’D’=. Do đó tỉ số của thể tích khối hộp đó và thể tích của khối tứ diện ACB’D’ bằng 3.
Bài 5 (SGK trang 26)
Cho tam giác ABC vuông cân ở A và AB = a. Trên đường thẳng đi qua C và vuông góc với mặt phẳng (ABC) lấy điểm D sao cho CD = a. Mặt phẳng qua C vuông góc với DB, cắt BD tại F và cắt AD tại E. Tính thể tích khối tứ diện CDEF theo a ?
Hướng dẫn giải
gọi (α) là mặt phẳng qua C vuông góc với BD
tam giác ABC vuông cân ở A và AB= a => BC = a√2
tam giác ACD vuông cân ở C và AC = a => AD = a√2
BD^2 = CD^2 + BC^2 = a^2 + 2a^2 = 3a^2 => BD = a√3
BD L (α) => BD L CF
DC L (ABC) => DC L BC
ta có:
CD^2 = DF.BD => DF = CD^2/BD = a^2/(a√3) = a/√3
BD L (α) => BD L EF
DC L (ABC) và AB L AC => AB L AD ( định lý 3 đường vuông góc)
=> ΔDEF ~ Δ DBA => DF/DA = DE/BD
=> DE = DF.BD/DA = (a/√3)(a√3)/(a√2) = a/√2
V = V(DABC) = S(ABC).CD/3 = (a^2/2).a/3 = a^3/6
V1 = V(CDEF) = V(DCEF)
ta có:
V1/V = (DC/DC).(DE/DA).(DF/DB) = 1.[(a/√2)/(a√2)].[(a/√3)/(a√3)] = 1/6
=> V1 = V/6 = (a^3/36)
Bài 2 (SGK trang 25)
Tính thể tích khối đa diện đều cạnh a ?
Hướng dẫn giải
Chia khối tám mặt đều cạnh a thành hai khối chóp tứ giác đều cạnh a.
Gọi h là chiều cao của khối chóp thì dễ thấy
h2=a2−(√22)2=a22h2=a2−(22)2=a22 nên h=a√22h=a22
Từ đó thể tích khối tám mặt đều cạnh a là:
V=2.13.√22.a2=a3√23V=2.13.22.a2=a323.
Bài 6 (SGK trang 26)
Cho hai đường thẳng chéo nhau d và d'. Đoạn thẳng AB có độ dài a trượt trên d, đoạn thẳng CD có độ dài b trượt trên d'. Chứng minh rằng khối tứ diện ABCD có thể tích không đổi ?
Hướng dẫn giải
Gọi h là độ dài đường vuông góc chung của d và d’, α là góc giữa hai đường thẳng d và d’. Qua B, A, C dựng hình bình hành BACF. Qua A,C, D dựng hình bình hành ACDE.
Khi đó CFD.ABE là một hình lăng trụ tam giác. Ta có:
VDABC=VDFCB=VBCDF
= VCFD.ABE
= hSFCD=
h.
ab. sinα
=h. ab. sinα (là một số không đổi).
Xem thêm tại: http://loigiaihay.com/cau-6-trang-26-sgk-hinh-hoc-12-c47a2782.html#ixzz4cxsiVwHA
Bài 4 (SGK trang 25)
Cho hình chóp S.ABC. Trên các đoạn thẳng SABC. Trên các đoạn thẳng SA, SB, SC lần lượt lấy ba điểm A', B', C' khác với S. Chứng minh rằng :
\(\dfrac{V_{S.A'B'C'}}{V_{S.ABC}}=\dfrac{SA'}{SA}.\dfrac{SB'}{SB}.\dfrac{SC'}{SC}\)
Hướng dẫn giải
Gọi h và h’ lần lượt là chiều cao hạ từ A, A’ đến mặt phẳng (SBC).
Gọi S1 và S2 theo thứ tự là diện tích các tam giác SBC và SB’C’.
Khi đó ta có h′h=SA′SAh′h=SA′SA và 12B′SC′.SB′.SC′12BSC.SB.SC=SB′SB.SC′SC12B′SC′.SB′.SC′12BSC.SB.SC=SB′SB.SC′SC
Suy ra VS.A′B′C′VS.ABC=VA′.SB′C′VA.SBC=13h′S213hS1=SA′SA⋅SB′SB⋅SC′SCVS.A′B′C′VS.ABC=VA′.SB′C′VA.SBC=13h′S213hS1=SA′SA⋅SB′SB⋅SC′SC
Đó là điều phải chứng minh.
Bài 1 (SGK trang 25)
Tính thể tích khối tứ diện đều cạnh a ?
Hướng dẫn giải
(Hình 17)
Cho tứ diện đều ABCD. Hạ đường cao AH của tứ diện thì do các đường xiên AB, AC, AD bằng nhau nên các hình chiếu của chúng: HB, HC, HD bằng nhau. Do BCD là tam giác đều nên H là trọng tâm của tam giác BCD.
Do đó BH =
Từ đó suy ra AH2 = a2 – BH2 =
Nên AH =
Thể tích tứ diện đó V=
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
