Toán học - Chuyên đề Thể tích
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Toán học - Chuyên đề Thể tích, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chuyên Đề T H Ể T Í C H Lưu Tuấn Hiệp GVTHPT Lai Vung 2 Phaàn I. THEÅ TÍCH KHOÁI CHOÙP – KHOÁI LAÊNG TRUÏ Trong tröôøng phoå thoâng , Hình hoïc Khoâng gian laø moät baøi toaùn raát khoù ñoái vôùi hoïc sinh, do ñoù hoïc sinh phaûi ñoïc thaät kyõ ñeà baøi vaø töø ñoù xaùc ñònh giaû thuyeát baøi toaùn, veõ hình roài tieán haønh giaûi baøi toaùn. Cả hai chương trình chuẩn vaø naâng cao đều đề cập đến theå tích cuûa khoái ña dieän ( theå tích khoái choùp, khoái laêng truï). Thoâng thöôøng baøi toaùn veà hình choùp ñöôïc phaân thaønh 2 daïng nhö sau: Cho hình choùp Hình choùp coù caïnh beân vuoâng goùc vôùi maët phaúng ñaùy A C B S Ña giaùc ñaùy : - Tam giaùc vuoâng - Tam giaùc caân - Tam giaùc ñeàu - Hình vuoâng, chöõ nhaät Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 1 Löu Tuaán Hieäp Hình choùp ñeàu A C B S O - Hình choùp tam giaùc ñeàu - Hình choùp töù giaùc ñeàu Thoâng thöôøng baøi toaùn veà hình laêng truï: . V B h = B: dieän tích ñaùy h : ñöôøng cao Laêng truï ñöùng ABC.A 1 B 1 C 1 Laêng truï xieân ABC.A 1 B 1 C 1 A1A ^ (ABC) A1G ^ (ABC) HEÄ THOÁNG KIEÁN THÖÙC CÔ BAÛN A.Các Tính Chất : a. Tam giác : - Diện tích của tam giác * µ 1 . . .sin 2 ABC S AB AC A D = * 1 . . 2 ABC S BC AH D = - Các tam giác đặc biệt : o Tam giác vuông : h H A B C A C B B1 C1 A1 H A1 B C A B1 C1 G Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 3 Löu Tuaán Hieäp + Định lý pitago: 2 2 2 BC AB AC = + + Tỷ số lượng giác trong tam giác vuông µ = = Ñoái sin Huyeàn b B a µ = = Keà cos Huyeàn c B a µ = = Ñoái tan Keà b B c + Diện tích tam giác vuông: 1 . . 2 ABC S AB AC D = o Tam giác cân: + Đường cao AH cũng là đường trung tuyến + Tính đường cao và diện tích µ . tan AH BH B = 1 . . 2 ABC S BC AH D = o Tam giác đều + Đường cao của tam giác đều = = 3 . 2 h AM AB ( đường cao h = cạnh x 3 2 ) + Diện tích : 2 3 ( ) . 4 ABC S AB D = c a b C B A A B C H B A G C M Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 4 Löu Tuaán Hieäp b. Tứ giác - Hình vuông + Diện tích hình vuông : 2 ( ) ABCD S AB = ( Diện tích bằng cạnh bình phương) + Đường chéo hình vuông = = . 2 AC BD AB ( đường chéo hình vuông bằng cạnh x 2 ) + OA = OB = OC = OD - Hình chữ nhật + Diện tích hình vuông : . ABCD S AB AD = ( Diện tích bằng dài nhân rộng) + Đường chéo hình chữa nhật bằng nhau và OA = OB = OC = OD B.Thể Tích Khối Chóp: + Thể tích khối chóp = 1 . . 3 V B h Trong đó : B là diện tích đa giác đáy h : là đường cao của hình chóp Các khối chóp đặc biệt : - Khối tứ diện đều: + Tất cả các cạnh đều bằng nhau + Tất cả các mặt đều là các tam giác đều + O là trọng tâm của tam giác đáy Và AO ^ (BCD) B - Khối chóp tứ giác đều + Tất cả các cạnh bên bằng nhau + Đa giác đáy là hình vuông tâm O + SO ^ (ABCD) O B D A C O A B D C h S B A C H A C D M O O C D B A S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 5 Löu Tuaán Hieäp C.Góc: Cách xác định góc - Góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P): o Tìm hình chiếu d / của d lên mặt phẳng (P) o Khi đó góc giữa d và (P) là góc giữa d và d / Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông, SA vuông góc với (ABCD) và góc giữa SC với (ABCD) bằng 45 0 . Hãy xác định góc đó. Giải Ta có : = ( ) ABCD AC hc SC Þ · · · = = = ( ,( )) ( , ) 45 o SC ABCD SC AC SCA - Góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) : o Xác định giao tuyến d của (P) và (Q) o Tìm trong (P) đường thẳng a ^ (d) , trong mặt phẳng (Q) đường thẳng b ^ (d) o Khi đó góc giữa (P) và (Q) là góc giữa hai đường thẳng a và b Ví dụ 2: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có ABCD là hình vuông, và góc giữa mặt bên với mặt đáy bằng 60 0 . Hãy xác định góc đó. Giải Gọi M là trung điểm BC Ta có : (SBC) Ç (ABCD) = BC (ABCD) É AM ^ BC (SBC) É SM ^ BC ( vì ( ) SM ABCD AM hc = ) Þ · · · (( ), ( )) ( , ) 60 o SBC ABCD SM AM SMA = = = 45 O S C D B A 60 M O S A B C Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 6 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.1: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông tại B, AB = a 2 , AC = a 3 , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SB = 3 a .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Sử dụng định lý pitago trong tam giác vuông § Lời giải: Ta có : AB = a 2 , AC = a 3 SB = 3 a . * D ABC vuông tại B nên 2 2 BC AC AB a = - = Þ 2 ABC 1 1 . 2 S . . 2. 2 2 2 a BA BC a a D = = = * D SAB vuông tại A có 2 2 SA SB AB a = - = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 . 2 . 2 . . . . 3 3 2 6 S ABC ABC a a V S SA a = = = Baøi Toaùn 1.2: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông cân tại B, AC = a 2 , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SB = 3 a .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Tam giác ABC vuông , cân tại B nên BA = BC và sử dụng định lý pitago trong tam giác vuông § Lời giải: Ta có : AC = a 2 , SB = 3 a . * D ABC vuông, cân tại B nên 2 2 AC BA BC a = = = Þ 2 ABC 1 1 S . . . 2 2 2 a BA BC a a D = = = * D SAB vuông tại A có 2 2 SA SB AB a = - = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 . . . . 3 3 2 6 S ABC ABC a a V S SA a = = = A C B S A C B S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 7 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.3: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC đều cạnh 2a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SB = 5 a .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Tam giác ABC đều có ba góc bằng 60 0 và sử dụng định lý pitago trong tam giác vuông SAB § Lời giải: * D ABC đều cạnh 2a nên AB = AC = BC = 2a Þ 0 2 ABC 1 1 3 S . .sin 60 .2 .2 . . 3 2 2 2 BA BC a a a D = = = * D SAB vuông tại A có 2 2 SA SB AB a = - = * Thể tích khối chóp S.ABC 3 2 . 1 1 . 3 . . . . 3. 3 3 3 S ABC ABC a V S SA a a = = = Baøi Toaùn 1.4: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC cân tại A, BC = 2a 3 , · 0 AC 120 B = ,cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA =2a.Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Tam giác ABC cân tại A và Â = 120 0 § Lời giải: * D ABC cân tại A, · 0 AC 120 B = , BC = 2a 3 AB = AC = BC = 2a Xét D AMB vuông tại M có BM = a 3 , Â = 60 0 Þ AM = 0 3 tan 60 3 BM a a = = Þ 2 ABC 1 1 S . . .2 3 . 3 2 2 AM BC a a a D = = = * SA = a * Thể tích khối chóp S.ABC 3 2 . 1 1 . 3 . . . . 3. 3 3 3 S ABC ABC a V S SA a a = = = S B C A M S B C A Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 8 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.5: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a 2 , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SC = 5 a .Tính thể tích khối chóp S.ABCD Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ đáy là hình vuông ( vẽ như hình bình hành), cao SA ^ (ABCD) và vẽ thẳng đứng - ABCD là hình vuông ; sử dụng định lý pitago trong tam giác vuông § Lời giải: Ta có : ABCD là hình vuông cạnh a 2 SC = 5 a . * Diện tích ABCD Þ ( ) 2 2 ABCD S 2 2 a a = = * Ta có : AC = AB. 2 = 2. 2 2 a a = D SAC vuông tại A Þ 2 2 SA SC AC a = - = * Thể tích khối chóp S.ABCD 3 2 . 1 1 2 . . .2 . 3 3 3 S ABCD ABCD a V S SA a a = = = Baøi Toaùn 1.6: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = AC = a 2 .Tính thể tích khối chóp S.ABCD Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ đáy là hình vuông ( vẽ như hình bình hành), cao SA ^ (ABCD) và vẽ thẳng đứng - Biết AC và suy ra cạnh của hình vuông (Đường chéo hình vuông bằng cạnh nhân với 2 ) § Lời giải: Ta có : SA = AC = a 2 * ABCD là hình vuông AC = AB. 2 Þ 2 AC AB a = = Diện tích ABCD : 2 ABCD S a = * SA = a 2 * Thể tích khối chóp S.ABCD 3 2 . 1 1 . 2 . . . . . 2 3 3 3 S ABCD ABCD a V S SA a a = = = A B D C S A B D C S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 9 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.7: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a 3 , cạnh bên bằng 2a.Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Hình chóp tam giác đều có đáy là tam giác đều tâm O + Gọi M là trung điểm BC + O là trọng tâm của tam ABC + AM là đường cao trong D ABC - Đường cao của hình chóp là SO ( SO ^ (ABC)) § Lời giải: * S.ABC là hình chóp tam giác đều Gọi M là trung điểm BC D ABC đều cạnh 3 a , tâm O SO ^ (ABC) SA=SB=SC = 2a * D ABC đều cạnh 3 a Þ AM = 3 3 3. 2 2 a a = Þ 2 2 3 AO= . . 3 3 2 a AM a = = Þ 2 0 ABC 1 1 3 3 . 3 S . .sin 60 . 3. 3. 2 2 2 4 a AB AC a a D = = = * D SAO vuông tại A có 2 2 . 3 SO SA AO a = - = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 3 3 . 3 . . . . 3 3 4 4 S ABC ABC a a V S SA a = = = § Nhận xét: học sinh thường làm sai bài toán trên - Học sinh vẽ “sai” hình chóp tam giác đều vì + không xác định được vị trí điểm O + không hiểu tính chất của hình chóp đều là SO ^ (ABC) + không tính được AM và không tính được AO - Tính toán sai kết quả thể tích A C B S M O Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 10 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.8: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng 2a, cạnh bên bằng 3 a .Tính thể tích khối chóp S.ABCD Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Hình chóp tứ giác đều có + đa giác đáy là hình vuông ABCD tâm O + SO ^ (ABCD) + tất cả các cạnh bên bằng nhau - Đường cao của hình chóp là SO ( SO ^ (ABCD)) § Lời giải: * S.ABCD là hình chóp tứ giác đều ABCD là hình vuông cạnh 2a , tâm O SO ^ (ABCD) SA=SB=SC =SD = 3 a * Diện tích hình vuông ABCD Þ AC = 2a. 2 Þ AC 2 2 AO= 2 2 2 a a = = Þ ( ) 2 2 ABCD S 2 4 a a = = * D SAO vuông tại O có 2 2 SO SA AO a = - = * Thể tích khối chóp S.ABCD 3 2 . 1 1 4 . . .4 . 3 3 3 S ABCD ABCD a V S SA a a = = = § Nhận xét: học sinh thường làm sai bài toán trên - Học sinh vẽ “sai” hình chóp tứ giác đều + không xác định được tính chất đa giác đáy là hình vuông + không SO ^ (ABCD) mà lại vẽ SA D (ABCD) + không tính được AC và không tính được AO - Tính toán sai kết quả thể tích O C D B A S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 11 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 1.9: Tính thể tích của khối tứ diện đều cạnh a Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Tứ diện đều ABCD có các tính chất + tất cả các cạnh đều bằng nhau + tất cả các mặt là các tam giác đều + gọi O là trọng tâm của tam giác đáy - Đường cao của hình chóp là AO ( AO ^ (BCD)) § Lời giải: * ABCD là tứ diện đều cạnh a Gọi M là trung điểm CD Ta có : AB=AC=AD = AC=CD=BD = a D BCD đều cạnh a, tâm O Þ AO ^ (BCD) * D BCD đều cạnh a Þ BM = 3 2 a Þ 2 2 3 3 BO= . . 3 3 2 3 = = a a BM Þ 2 BCD . 3 S 4 D = a * D AOB vuông tại O có ( ) 2 2 2 2 3 6 3 3 æ ö = - = - = ç ÷ ç ÷ è ø a a AO AB BO a * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 1 1 3 6 . 2 . . . . 3 3 4 3 12 = = = ABCD BCD a a a V S AO Baøi Toaùn 1.10: Cho lăng trụ đứng ABC.A / B / C / có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB=a, AC=a 3 , cạnh A / B = 2a. Tính thể tích khối lăng trụ Giải * Tam giác ABC vuông tại B Þ BC = 2 2 2 AC AB a - = Þ 2 1 2 . 2 2 ABC a S AB BC = = * Tam giác A / AB vuông tại A Þ / / 2 2 3 A A A B AB a = - = * = = / / / 3 / . 6 . 2 ABC ABC A B C a V S A A A C D B M O 2a a 3 a B / C / A / A C B Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 12 Löu Tuaán Hieäp Dạng 2. THEÅ TÍCH KHOÁI CHOÙP- KHỐI LĂNG TRỤ LIEÂN QUAN ÑEÁN GOÙC Trong chöông trình Toaùn phoå thoâng , Hình hoïc Khoâng gian ñöôïc phaân phoái hoïc ôû cuoái naêm lôùp 11 vaø ñaàu naêm lôùp 12, kieán thöùc veà goùc ( goùc giöõa ñöôøng thaúng vaø maët phaúng ; goùc giöõa hai maët phaúng) ñöôïc hoïc vaøo cuoái naêm lôùp 11 vaø ñeán ñaàu naêm lôùp 12 seõ ñöôïc vaän duøng vaøo baøi toaùn tính theå tích cuûa khoái choùp, khối lăng trụ. Ñoù laø moät vaán ñeà raát khoù ñoái vôùi hoïc sinh lôùp 12 khi vaän duïng vì ña soá hoïc sinh queân vaø khoâng bieát caùch vaän duïng, töø ñoù ña soá hoïc sinh ñeàu boû hoaëc laøm sai baøi toaùn tính theå tích cuûa khoái choùp , khối lăng trụ trong caùc kyø thi hoïc kyø, thi Toát nghieäp THPT ÔÛ ñaây, toâi heä thoáng laïi moät soá sai laàm maø hoïc sinh thöôøng gaëp khi giaûi baøi toaùn tính theå tích lieân quan ñeán giaû thuyeát veà goùc Goùc Goùc giöõa ñöôøng thaúng vaø maët phaúng A C B S Xaùc ñònh Goùc giöõa SB vaø (ABC) Ta coù : ( ) SB ABC AB hc = Þ · · · ( , ( )) ( , ) SB ABC SB AB SBA = = Goùc giöõa hai maët phaúng A C B S M O Xaùc ñònh goùc giöõa (SBC) vaø (ABC) Ta coù : (SBC) Ç (ABC) = BC SM ^ BC AM ^ BC Þ · · · (( ), ( )) ( , ) SBC ABC SM AM SMA = = Chuù yù : Xaùc ñònh hai ñöôøng thaúng naèm trong hai maët phaúng vaø cuøng vuoâng goùc vôùi giao tuyeán taïi moät ñieåm Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 13 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 2.1: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông tại B, AB = a, · 0 60 ACB = , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SB tạo với mặt đáy một góc bằng 45 0 .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Xác định góc giữa SB và (ABC) là góc giữa SB với hình chiếu của nó lên (ABC) § Lời giải: * Ta có : AB = a , ( ) SB ABC AB hc = Þ · · · ( , ( )) ( , ) 45 o SB ABC SB AB SBA = = = * D ABC vuông tại B có AB = a, · 0 60 ACB = Þ 0 3 tan 60 3 3 AB a a BC = = = Þ 2 ABC 1 1 3 . 3 S . . . 2 2 3 6 a a BA BC a D = = = * D SAB vuông tại A có AB= a, µ 0 45 B = Þ . tan 45 o SA AB a = = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 . 3 . 3 . . . . 3 3 6 18 S ABC ABC a a V S SA a = = = Baøi Toaùn 2.2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SC tạo với mặt đáy một góc bằng 60 0 .Tính thể tích khối chóp S.ABCD Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Vẽ tam giác đáy, vẽ đường cao SA ^ (ABC) và vẽ thẳng đứng - Xác định góc giữa SC và (ABCD) là góc giữa SC với hình chiếu AC của SC lên (ABCD) § Lời giải: * Ta có : ABCD là hình vuông cạnh a , ( ) SC ABCD AC hc = Þ · · · ( , ( )) ( , ) 60 o SC ABCD SC AC SCA = = = * Diện tích hình vuông Þ 2 ABCD S a = * D SAC vuông tại A có AC= 2 a , µ 0 60 C = Þ . tan 60 6 o SA AC a = = * Thể tích khối chóp S.ABCD 3 2 . 1 1 . 6 . . . . 6 3 3 3 S ABCD ABCD a V S SA a a = = = 45 60 S B C A 60 A B D C S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 14 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 2.3: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông tại B, AB = 3 a , BC = a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy ; mặt bên (SBC) tạo với mặt đáy (ABC) một góc bằng 60 0 .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Sai lầm của học sinh: - Gọi M là trung điểm BC - Ta có AM ^ BC SM ^ BC Þ · · · (( ), ( )) ( , ) 60 o SBC ABC SM AM SMA = = = (Hình vẽ sai) § Lời giải đúng: * Ta có : AB = 3 a , (SBC) Ç (ABC) = BC AB ^ BC ( vì D ABC vuông tại B) SB ^ BC ( vì ( ) SB ABC AB hc = Þ · · · (( ), ( )) ( , ) 60 o SBC ABC SB AB SBA = = = * D ABC vuông tại B có AB = 3 a ,BC =a Þ 2 ABC 1 1 . 3 S . . 3. 2 2 2 a BA BC a a D = = = * D SAB vuông tại A có AB= a, µ 0 60 B = Þ . tan 60 3 o SA AB a = = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 . 3 . 3 . . . .3 3 3 2 2 S ABC ABC a a V S SA a = = = § Nhận xét: - Học sinh không lý luận để chỉ ra góc nào bằng 60 o , do đó mất 0.25 điểm - Học sinh xác định góc giữa hai mặt phẳng bị sai vì đa số học sinh không nắm rõ cách xác định góc và cứ hiểu là góc SMA với M là trung điểm BC o Nếu đáy là tam giác vuông tại B (hoặc C), hình vuông và SA vuông góc với đáy thì góc giữa mặt bên và mặt đáy sẽ là góc được xác định tại một trong hai vị trí đầu mút của cạnh giao tuyến o Nếu đáy là một tam giác cân (đều) và SA vuông góc với đáy hoặc là hình chóp đều thì góc giữa mặt bên và mặt đáy là góc ở tại vị trí trung điểm của cạnh giao tuyến. 60 M S B C A 60 S B C A Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 15 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 2.4: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, cạnh BC = 2 a , cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy ; mặt bên (SBC) tạo với mặt đáy (ABC) một góc bằng 45 0 .Tính thể tích khối chóp S.ABC Giải § Sai lầm của học sinh: Þ · · (( ), ( )) 45 o SBC ABC SBA = = § Lời giải đúng: * Ta có : AB = 3 a , (SBC) Ç (ABC) = BC Gọi M là trung điểm BC AM ^ BC ( vì D ABC cân tại A) SM ^ BC ( vì ( ) SM ABC AM hc = Þ · · · (( ),( )) ( , ) 45 o SBC ABC SM AM SMA = = = * D ABC vuông cân tại A có ,BC = 2 a Þ AB = BC = a và AM = 2 2 a Þ 2 ABC 1 1 S . . . 2 2 2 a AB AC a a D = = = * D SAM vuông tại A có AM= 2 2 a , ¶ 0 45 M = Þ 2 . tan 45 2 o a SA AB = = * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 2 . 2 . . . . 3 3 2 2 12 S ABC ABC a a a V S SA = = = 45 M S B C A Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 16 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 2.5: Cho lăng trụ đứng ABC.A / B / C / có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB=a, BC = 2 a , mặt bên (A / BC) hợp với mặt đáy (ABC) một góc 30 0 .Tính thể tích khối lăng trụ. Giải * Ta có A / A ^ (ABC) / ( ) ( ) A BC ABC BC Ç = AB ^ BC Mà AB = / ( ) A B ABC hc nên A / B ^ BC Þ · ( ) · / / 0 ( ),( ) 30 A BC ABC A BA = = * Tam giác ABC vuông tại B Þ 2 1 2 . 2 2 ABC a S AB BC = = * Tam giác A / AB vuông tại A Þ / 0 3 .tan 30 3 a A A AB = = * / / / 3 / . 6 . 6 ABC ABC A B C a V S A A = = Baøi Toaùn 2.6: Cho lăng trụ ABC.A / B / C / có đáy ABC là tam giác đều cạnh 2a 3 , hình chiếu vuông góc của A / lên mặt phẳng (ABC) trùng với trọng tâm của tam giác ABC, cạnh A / A hợp với mặt đáy (ABC) một góc 30 0 . Tính thể tích khối lăng trụ. Giải * Gọi M là trung điểm BC G là trọng tâm của tam giác ABC Ta có A / G ^ (ABC) GA = / ( ) A A ABC hc Þ · ( ) · / / 0 ,( ) 30 A A ABC A AG = = * Tam giác ABC đều cạnh 2a 3 Þ ( ) 2 2 3 2 3 . 3 3 4 ABC S a a = = * Tam giác A / AG vuông tại G có µ 0 2 2 3 30 , .2 3. 2 3 3 2 A AG AM a a = = = = Þ / 0 2 3 .tan30 3 a A G AG = = .Vậy / / / / 3 . . 6 ABC ABC A B C V S A A a = = 30 0 A / C / B / a a 2 2a B C A 30 0 2a 3 C / A / B / M A C B G Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 17 Löu Tuaán Hieäp Dạng 3. TỶ SỐ THỂ TÍCH - Việc tính thể tích của một khối chóp thường học sinh giải bị nhiều sai sót, Tuy nhiên trong các đề thi lại yêu cầu học sinh tính thể tích của một khối chóp “nhỏ” của khối chóp đã cho. Khi đó học sinh có thể thực hiện các cách sau: + Cách 1: o Xác định đa giác đáy o Xác định đường cao ( phải chứng minh đường cao vuông gới với mặt phẳng đáy) o Tính thể tích khối chóp theo công thức + Cách 2 o Xác định đa giác đáy o Tình các tỷ số độ dài của đường cao (nếu cùng đa giác đáy) hoặc diện tích đáy (nếu cùng đường cao) của khối chóp “nhỏ” và khối chóp đã cho và kết luận thể tích khối cần tìm bằng k lần thể tích khối đã cho + Cách 3: dùng tỷ số thể tích Hai khối chóp S.MNK và S.ABC có chung đỉnh S và góc ở đỉnh S Ta có : . . . . S MNK S ABC V SM SN SK V SA SB SC = Cả hai chương trình chuẩn và nâng cao đều có đề cập đến tính thể tích của một khối chóp “nhỏ” liên quan đến dữ kiện của khối chóp lớn.Tuy nhiên Chương Trình Chuẩn Chương Trình Nâng Cao Không trình bày khái niệm tỷ số thể tích của 2 khối chóp Có trình bày khái niệm tỷ số thể tích của 2 khối chóp n B C A S N K M Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 18 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 3.1: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC đều cạnh 2a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = 3 a . Gọi M,N lần lượt là trung điểm của AB và AC. Tính thể tích khối chóp S.AMN Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Hướng dẫn học sinh tính thể thể tích một khối chóp “nhỏ” dựa trên dữ kiện liên quan đến khối chóp đã cho § Lời giải: Cách 1: (dùng công thức thể tích 1 . . 3 V S h = ) * Khối chóp S.AMN có Đáy là tam giác AMN Đường cao là SA * D AMN có Â = 60 0 , AM=AN = a Þ 2 0 AMN 1 1 3 . 3 S . .sin 60 . . . 2 2 2 4 a AM AN a a D = = = * SA = 3 a * Thể tích khối chóp S.ABC 2 3 . 1 1 . 3 . . . . . 3 3 3 4 4 S AMN AMN a a V S SA a = = = Cách 2 : ( Dùng công thức tỷ số thể tích) Khối chóp S.AMN và S.ABC có chung đỉnh A và góc ở đỉnh A Do đó theo công thức tỷ số thể tích , ta có . . AS 1 1 1 . . 1. . AS 2 2 4 A SMN A SBC V AM AN V AB AC = = = Þ . . . . 1 . 4 4 S ABC S AMN A SMN A SBC V V V V = = = Ta có : 2 3 . 1 1 4 . 3 . . . . . 3 3 3 4 S ABC ABC a V S SA a a = = = Vậy 3 . . 4 4 S ABC S AMN V a V = = § Nhận xét: - Học sinh thường lúng túng khi gặp thể tích của khối chóp “nhỏ” hơn khối chóp đã cho và khi đó xác định đa giác đáy và đường cao thường bị sai. - Trong một số bài toán thì việc dùng “tỷ số thể tích “ có nhiều thuận lợi hơn. N M A C B S Toaùn 12 Theå Tích Khoái Ña Dieän – Maët Troøn Xoay Taøi lieäu löu haønh noäi boä 19 Löu Tuaán Hieäp Baøi Toaùn 3.2: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC đều cạnh 2a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = 3 a . Gọi M, N lần lượt là trung điểm của SB và SC. Tính thể tích khối chóp S.AMN và A.BCNM Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Hướng dẫn học sinh tính thể thể tích một khối chóp “nhỏ” dựa trên dữ kiện liên quan đến khối chóp đã cho § Lời giải: ( Dùng công thức tỷ số thể tích) Khối chóp S.AMN và S.ABC có chung đỉnh S và góc ở đỉnh S Do đó theo công thức tỷ số thể tích , ta có . . SA 1 1 1 . . 1. . SA 2 2 4 S AMN S ABC V SM SN V SB SC = = = Þ 2 3 . . 1 . 3. 3 3 4 4 4 S ABC S AMN a a V a V = = = Þ 3 . . 3 3 . 4 4 A BCNM S ABC a V V = = Baøi Toaùn 3.3: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = 2a . Gọi I là trung điểm SC. Tính thể tích khối chóp I.ABCD Giải § Giáo viên phân tích cho học sinh hiểu đề bài và hướng dẫn học sinh vẽ hình: - Hướng dẫn học sinh tính thể thể tích một khối chóp “nhỏ” dựa trên dữ kiện liên quan đến khối chóp đã cho § Lời giải: Gọi O là giao điểm AC và BD Ta có : IO // SA và SA ^ (ABCD) Þ IO ^ (ABCD) Þ . 1 . . 3 I ABCD ABCD V S IO = Mà : 2 ABCD S a = 2 SA IO a = = Vậy 3 2 . 1 . . 3 3 I ABC
File đính kèm:
- chuyen de the tich 101112.pdf