I. KIẾN THỨC CẦN NHỚ:
1. Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng
Định nghĩa:
Nếu d
P ( ;d P
) 90 0Nếu d
P
d P;
d d; '
AIH
với d' là hình chiếu của d lên
PChú ý: 00
d P; 900
2. Góc giữa hai mặt phẳng
Định nghĩa:
Cách 1: Dùng định nghĩa: Tìm hai đường thẳng a, b lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng
P và
Q. Khi đó, góc giữa hai mặt phẳng
P và
Q chính là góc giữa hai đường thẳng a và bCách 2: Ta thực hiện theo 2 bước
Bước 1: Tìm giao tuyến d của hai mặt phẳng (P) và (Q).
Bước 2: Tìm 1 điểm I thuộc d sao cho trong mp (P) ta dễ dàng tìm được một đường thẳng a đi qua I và vuông góc với đường thẳng d và trong mp(Q) ta tìm được một đường thẳng b cũng đi qua I và vuông góc với đường thẳng d.
Khi đó: Góc giữa hai mp(P) và mp(Q) chính bằng góc giữa a và b
5. Thể tích khối đa diện
a. Công thức tính thể tích khối chóp
Trong đó: là diện tích đáy, là chiều cao khối chóp.
(P)
d'
d A
H I
c
a b
d b
a I
1 . V 3S h
S h
ÔN TẬP : THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN (TỰ HỌC) – 15-8-2021
Chú ý: Cho khối chóp và , , là các điểm tùy ý lần lượt thuộc , , ta có
.
b. Công thức thể tích khối lăng trụ : V B h. (Blà diện tích đáy, hlà chiều cao) XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO THƯỜNG GẶP
a) Hình chóp có một cạnh bên vuông góc với đáy: Chiều cao của hình chóp là độ dài cạnh bên vuông góc với đáy.
Ví dụ: Hình chóp S ABC. có cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy, tức
( )
SA ABC thì chiều cao của hình chóp là SA.
b) Hình chóp có 1 mặt bên vuông góc với mặt đáy: Chiều cao của hình chóp là chiều cao của tam giác chứa trong mặt bên vuông góc với đáy.
Ví dụ: Hình chóp S ABCD. có mặt bên (SAB) vuông góc với mặt phẳng đáy
(ABCD) thì chiều cao của hình chóp là SH là chiều cao của SAB.
c) Hình chóp có 2 mặt bên vuông góc với mặt đáy: Chiều cao của hình chóp là giao tuyến của hai mặt bên cùng vuông góc với mặt phẳng đáy.
Ví dụ: Hình chóp .
S ABCD có hai mặt bên (SAB) và (SAD) cùng vuông góc với mặt đáy
(ABCD) thì chiều cao của hình chóp là SA.
d) Hình chóp đều:
Chiều cao của hình chóp là đoạn thẳng nối đỉnh và tâm của đáy. Đối với hình chóp đều đáy là tam giác thì tâm là trọng tâm G của tam giác đều.
Ví dụ: Hình chóp đều .
S ABCD có tâm đa giác đáy là giao điểm của hai đường chéo hình vuông
ABCD thì có đường cao là SO.
XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH ĐÁY HAY GẶP .
S ABC A' B' C' SA SB SC
. ' ' ' .
' ' '
. .
S A B C S ABC
V SA SB SC V SA SB SC
1. Diện tích tam giác vuông.
S= nửa tích 2 cạnh góc vuông.
Pitago: AB2 AC2 AC2
2. Diện tích tam giác đều.
S= (cạnh)2.√
h= (cạnh).√
3. Diện tích hình vuông:
. S= (cạnh)2
. Pitago: AB2AD2 BD2
.Đường chéo hình vuông bằng cạnh. 2
4. Diện tích hình chữ nhật:
. S= dài x rộng.
5. Diện tích hình thoi:
. 1 . . S 2 AC BD
. S= 2.SABC=2.SADC
6. Diện tích hình thang:
. S= nửa chiều cao x (đáy lớn+bé)
. S 12AH AB CD.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Thể tích khối đa diện
Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng
Góc giữa hai mặt phẳng
Công thức tỉ số thể tích
Khoảng cách từ 1 điểm tới mặt phẳng
Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau
BÀI TẬP MẪU
(ĐỀ MINH HỌA-BDG 2020-2021) Cho hình chóp S ABC. có đáy ABC là tam giác đều cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với đáy, góc giữa SA và mặt phẳng
SBC
bằng 45( tham khảo hình bên). Thể tích của khối chóp S ABC. bằng:A. 3 8
a . B. 3 3
8
a . C.
3 3
12
a . D.
3
4 a . Phân tích hướng dẫn giải
1. DẠNG TOÁN: Đây là dạng toán tính thể tích biết chiều cao khối đa diện biết góc giữa mặt bên và mặt đáy.
2. HƯỚNG GIẢI:
B1: Tính diện tích đáy
B2: tính thể tích khối lăng trụ V S h.
Từ đó, ta có thể giải bài toán cụ thể như sau:
Lời giải Chọn A
Gọi M là trung điểm BC thì AM BC và SA BC nên BC
SAM
. Từ đây dễ thấy góc cần tìm là ASM 45 .Do đó tam giác SAM vuông cân tại A và 3 2 SA AM a .
Suy ra
2 3
.
1. 3. 3
3 2 4 8
S ABC
a a a
V
Bài tập tương tự và phát triển:
Mức độ 1
Câu 1. Cho hình chóp có diện tích mặt đáy là 3a2 và chiều cao bằng 2a. Thể tích của khối chóp bằng
A. 6a3. B. 2a3. C. 3a3. D. a3.
Lời giải Chọn B
Ta có 1 1 2 3
. 3 .2 2
3 đ 3
V S h a a a .
Câu 2. Thể tích V của khối chóp có chiều cao bằng h và diện tích đáy bằng 3B là A. V 3Bh. B. 1
V 3Bh. C. 1
V 6Bh. D. V Bh. Lời giải
Chọn D Ta có 1
3.3 .
V B h Bh .
Câu 3. Khi tăng độ dài các cạnh của một khối chóp lên 2 lần thì thể tích của khối chóp thay đổi như thà nào?
A. Tăng 4 lần. . B. Tăng 8 lần.. C. Tăng 2 lần. D. Không thay đổi.
Lời giải Chọn B
Thể tích khối chóp là: 1 3 . V B h.
Độ dài cạnh đáy tăng lên 2 lần thì diện tích mặt đáy tăng 22 4 lần.
Cạnh bên tăng lên 2 lần thì chiều cao của hình chóp tăng lên 2 lần.
Vậy khi tăng độ dài các cạnh của một khối chóp lên 2 lần thì thể tích của khối chóp tăng lên 8 lần.
Câu 4. Công thức tính thể tích của khối chóp có diện tích đáy B và chiều cao h là
A. 4
V 3Bh. B. 1
V 3Bh. C. V Bh. D. 1 V 2Bh. Lời giải
Chọn B
Công thức tính thể tích của khối chóp có diện tích đáy B và chiều cao h là 1 V 3Bh.
Câu 5. Khối chóp S ABCD. có A, B, C, D cố định và S chạy trên đường thẳng song song với AC. Khi đó thể tích khối chóp S ABCD. sẽ:
A. Giảm phân nửa.. B. Tăng gấp đôi.. C. Tăng gấp bốn. D. Giữ nguyên..
Lời giải.
Chọn D
Gọi là đường thẳng qua S và song song AC. Ta có: 1
3 . V B h
+ song songACnên
ABCD
d S ABCD
,
d
,
ABCD
h không đổi.+A, B, C, D cố định nên diện tích tứ giác ABCD cũng không đổi.
Vì vậy thể tích khối chóp S ABCD. sẽ giữ nguyên.
Câu 6. Cho khối chóp
H có thể tích là 2a3, đáy là hình vuông cạnh a 2. Độ dài chiều cao khối chóp
H bằng.A. 3a. B. a. C. 4a. D. 2a.
Lời giải Chọn A
2 3 3
2
1 1 6
. ( 2 ) 2 3
3 3 2
V B h a a h a a
a .
Câu 7. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình vuông cạnh a và thể tích bằng a3.Tính chiều cao h của hình chóp đã cho.
A. h a .. B. h2 .a. C. h3 .a . D. h 3 .a . Lời giải
Chọn C Ta có:
3 2
1 3 3
. 3 .
3
V a
V S h h a
S a
.
Câu 8. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác đều cạnh 2a và thể tích bằng 3a3. Tính chiều cao h của hình chóp đã cho.
A. 3
3
h a. B. 3 2
h a. C. h 3a. D. 3 6 h a . Lời giải
Chọn C
Do đáy là tam giác đều nên
2 2 3 24 3
ABC a
S a .
Mà
3 2
1 3 3
. 3
3 3
ABC
ABC
V a
V S h h a
S a .
Câu 9. Nếu độ dài chiều cao của khối chóp tăng lên 5 lần, diện tích đáy không đổi thì thể tích của khối chóp sẽ tăng lên
A. 5lần. B. 20lần. C. 15 lần. D. 10 lần.
Lời giải Chọn A
Thể tích khối chóp sẽ tăng lên 5 lần.
Câu 10. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác đều cạnh a và chiều cao 4a. Tính thể tích của hình chóp đã cho.
A.
2 3 3 3
V a . B.
4 3 3 3
V a . C.
3 3
3
V a . D.
3 3
4 V a . Lời giải
Chọn C
Do đáy là tam giác đều nên
2 3
ABC 4
S a .
Mà 1 1 2 3 3 3
. . .4
3 ABC 3 4 3
a a
V S h a .
Câu 11. Cho hình chóp tam giác S ABC. có đáy ABC là tam giác vuông tại A,AB a ,AC2a, cạnh bên SA vuông góc với mặt đáy và SA a . Tính thể tích của khối chóp S ABC. .
A. V a3. B.
3
2
V a . C.
3
3
V a . D.
3
4 V a . Lời giải
Chọn B
Diện tích đáy 1 2
2 .2
B S ABC a a a Chiều cao: h a
3 2 ' ' '
1 1
. .
3 3 3
ABCA B C
V B h a a a
Câu 12. Cho hình chóp tam giác S ABC. có đáy ABC là tam giác đều cạnh , cạnh bên SA vuông góc với mặt đáy và SA a . Tính thể tích của khối chópS ABC. .
A.
2 3
3
V a B. 3 3 12
V a C. 3 3
3
V a D. 3 3
4 V a . Lời giải
V
V a
Chọn B
Diện tích đáy
2 3
ABC 4
B S a Chiều cao: h a
2 3
' ' '
1 1 3 3
. .
3 3 4 12
ABCA B C
a a
V B h a
Câu 13. Cho khối chóp S ABC. có SA vuông góc với
ABC
, đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, 2BC a , góc giữa SB và
ABC
là 30. Tính thể tích khối chóp S ABC. . A.3 6
9
a . B.
3 6
3
a . C.
3 3
3
a . D.
3 2
4 a . Lời giải
Chọn A
Ta có AB là hình chiếu của SB lên
ABC
suy ra góc giữa SB và
ABC
là góc SBA 30 .Tam giác ABC vuông cân tại A, BC2a AB AC a 2 . Xét SAB vuông tại A có .tan 30 2. 3 6
3 3
SA AB a a .
Ta có 1 2 2
ABC 2
S AB a . Vậy
2 3 .
1 1 6 6
. . . .
3 3 3 9
S ABC ABC
a a
V SA S a .
Câu 14. Cho khối chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật,AB a , AD a 3, SA vuông góc với mặt phẳng đáy và mặt phẳng
SBC
tạo với đáy một góc 60 . Tính thể tích o V của khối chóp S ABCD. .A. V 3a3. B.
3 3
3
V a . C. V a3. D.
3
3 V a . Lời giải
A 30° C
B S
Chọn C
Ta có SABCD AB AD a a. . 3 3a2. Dễ thấy BCAB BC; SBSBA60o.
Xét tam giác vuông SAB A
1v
có: tan 60o ABSASA AB tan 60o a 3Vậy . 1 1 2 3
. 3. 3
3 3
S ABCD ABCD
V S SA a a a .
Câu 15. Cho hình chóp S ABC. có SA a và vuông góc với đáy ABC. Biết rằng tam giác ABC đều và mặt phẳng
SBC
hợp với đáy
ABC
một góc 30. Tính thể tích Vcủa khối chóp S ABC. . A.3 3
3
V a . B.
2 3
3
V a . C.
3 3
12
V a . D.
3
3 V a . Lời giải:
Chọn A
Gọi I là trung điểm BC, ta có SIA 30
Xét tam giác SIA vuông tại A ta có SA a AI a 3
Ta có 3
2 2 .
AI AB AB a
Diện tích 2 3 2
4 3
SABC AB a
Thể tích 1 3 3
3. . ABC 3 V SA S a
Câu 16. Cho khối chóp S ABC. có SA vuông góc với
ABC
, đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, 2BC a , góc giữa SB và
ABC
là 30. Tính thể tích khối chóp S ABC. .a 60
a 3
D
A B
C S
A. 3 6 9
a . B. 3 6
3
a . C. 3 3
3
a . D. 3 2
4 a . Lời giải:
Chọn A
AB là hình chiếu của SB lên
ABC
suy ra góc giữa SB và
ABC
là góc SBA 30 .Tam giác ABC vuông cân tại A, BC2a AB AC a 2 .
3 6
.tan 30 2.
3 3
SA AB a a .
2 2
1
ABC 2
S AB a .
2 3 .
1 1 6 6
. . . .
3 3 3 9
S ABC ABC
a a
V SA S a .
Câu 17. Cho hình chóp S ABC. có đáy ABC là tam giác đều cạnh 2a, tam giác SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy. Tính thể tích khối chóp S ABC. .
A.
3
2
V a . B. V a3. C.
3 3
2
V a . D. V 3a3. Lời giải:
Chọn B
Gọi H là trung điểm của AB.
SAB ABC SAB ABC AB
SH ABC SH AB
SH SAB
3 3
2
SH AB a , 2 3 2 3
ABC 4
S AB a .
3 .
1 .
S ABC 3 ABC
V SH S a .
A 30° C
B S
Câu 18. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật. Tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đáy
ABCD
. Biết SD2a 3 và góc tạo bởi đường thẳngSC và mặt phẳng
ABCD
bằng 300. Tính thể tích Vcủa khối chóp S ABCD. . A.2 3 3 7
V a . B.
3 3
13
V a . C.
3 3
4
V a D.
4 3 6 3 V a Lời giải
Chọn D.
… Ta có SC SD 2a 3, SI SC.sinSCI2a 3.sin 300 a 3,
0
.cos 2 3.cos30 3
CISC SCI a a.
3 2
2
SI AB AB a. BC CI2BI2
3a 2a2 2a 2Từ đó: SABCD AB BC. 2 .2a a 24a2 2 Vậy
3 2
.
1 1 4 6
. . .4 2. 3
3 3 3
S ABCD ABCD
V S SI a a a .
Câu 19. Cho hình chóp S ABCD. có đáy là hình thang vuông tại A và B, AB BC a , AD2a. Hình chiếu của S lên mặt phẳng
ABCD
trùng với trung điểm cạnh AB. Biết rằngSC a 5. Tính theo a thể tích V của khối chóp S ABCD. .A. 3 5
4
V a B. 3 15
3
V a . C. 3 15 4
V a . D. 2 3 5 3 V a . Lời giải
Chọn C.
Gọi M là trung điểm AB. Ta có: 2 2 5 2
MC BC MB a suy ra 15
2 SM a .
Nên
3.
1 15 2 15
3 2 . 2 4
S ABCD
a a a
a a
V
.
Câu 20. Cho khối chóp tam giác đều S ABC. có cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng 2a. Tính thể tích
M
A D
B C
S
V của khối chóp S ABC. A.
13 3
12
V a . B.
11 3
12
V a . C.
11 3
6
V a . D.
11 3
4 V a . Lời giải
Chọn B.
Do đáy là tam giác đều nên gọi I là trung điểm cạnh BC, khi đó AI là đường cao của tam giác đáy. Theo định lý Pitago ta có
2
2 3
4 2
a a
AI a , và 2 2 3 3
3 3.2 3
a a
AO AI . Trong tam giác SOA vuông tại O ta có
2
2 11
4 3 3
a a
SO a Vậy thể tích khối chóp S ABC. là
1 1 3 11 11 3
. .
3 2 2 3 12
a a a
V a .
Mức độ 2
Câu 1. Cho khối chóp S ABCD. có đáy là hình vuông cạnh a, SA vuông góc với đáy và SC tạo với mặt phẳng
SAB
một góc 30 .0 Tính thể tích V của khối chóp đã cho.A.
2 3
3
V a . B.
6 3
3
V a . C.
2 3
3
V a . D. V 2a3. Lời giải
Chọn A
Ta có CB
SAB
SC SAB;
SC SB;
CSB300Suy ra SB BC .cot 300 a 3; SA SB2AB2 a 2 Thể tích khối chóp :
1 2 3
3 ABCD. 3 V S SA a .
Câu 2. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật AB a , BC2a, SA2a, SA vuông góc với mặt phẳng
ABCD . Tính thể tích khối chóp
S ABCD. tính theo a.A.
8 3
3
a B.
4 3
3
a C.
6 3
3
a D. 4a3
Lời giải Chọn B
O I
A C
B S
Ta có SABCD AB CD. 2a2.
Thể tích khối chóp S ABCD. là . 1 .
S ABCD 3 ABCD
V SA S 12 .2 2 4 3
3 3
a a a
.
Câu 3. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác ABC vuông tại C, AB a 5, AC a . Cạnh bên 3
SA a và vuông góc với mặt phẳng
ABC
. Tính thể tích khối chóp S ABC. . A.3 5
2 .
a B. a3. C. 3 .a3 D. 2 .a3 Lời giải
Chọn B.
Vì tam giác ABC vuông tại C nên BC AB2AC2 5a2a2 2 .a
1 1 2
. . .2 .
2 2
SABC AC BC a a a
2 3
.
1 1
. .3 .
3 3
S ABC ABC
V SA S a a a (đvtt). .
Câu 4. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật, AB a , BC2a, đường thẳng SA vuông góc với mặt phẳng
ABCD
và SA3a. Thể tích của khối chóp S ABCD. bằngA. 2a3. B. 3a3. C. 6a3. D. a3.
Lời giải Chọn A
Áp dụng công thức tính thể tích khối chóp ta có . 1 . .2 .3
S ABCD 3
V a a a2a3.
Câu 5. Cho hình chóp S ABC. có cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy
ABC
. Biết SA a , tam giác ABC là tam giác vuông cân tại A, AB2a. Tính theo a thể tích V của khối chóp. S ABC. A.
3
2
V a B. V 2a3 C.
3
6
V a D.
2 3
3 V a Lời giải
2a a
3a
B C
A D
S
Chọn D
Ta có: 1. .
3 ABC
V SA S 1 . .1 .
3SA 2 AB AC 1. . 2
26 a a
2 3
3a
(dvtt).
Câu 6. Cho khối chóp tam giác S ABC. có SA
ABC
, tam giác ABC có độ dài 3 cạnh là AB5a; BC8a; AC7a, góc giữa SB và
ABC
là 45. Tính thể tích khối chóp S ABC. . A. 50 3a3. B. 50 3 33 a . C. 50 3
3 a . D. 50 7 3
3 a . Lời giải
Chọn B
Ta có nửa chu vi ABC là 10
2 AB AC BC
p a. Diện tích ABC là SABC 10 .5 .3 .2a a a a 10 3a2.
SA ABC nên SAB vuông, cân tại A nên SA AB 5. Thể tích khối chóp S ABC. là . 1
3 .
S ABC ABC
V SA S 1 2
5 .10 3
3 a a
50 3 3
3 a
.
Câu 7. Cho hình chóp S ABC. có mặt phẳng
SAC
vuông góc với mặt phẳng
ABC
, SAB là tamgiác đều cạnh a 3, BC a 3 đường thẳng SC tạo với mặt phẳng
ABC
góc 60. Thể tích của khối chóp S ABC. bằngA. 3 3 3
a . B. 3 6
2
a . C. 3 6
6
a . D. 2a3 6. Lời giải
Chọn C
A C
B S
Ta thấy tam giác ABC cân tại B, gọi H là trung điểm của AB suy ra BH AC. Do
SAC
ABC
nên BH
SAC
.Ta lại có BA BC BS nên B thuộc trục đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác SAC SA SC .
Do AC là hình chiếu của SC lên mặt phẳng
ABC
SCA600.Ta có SCSA.cot 600 a, 0 2 sin 60
AC SA a HC a BH BC2HC2 a 2.
. S ABC
V 1 .
3BH SSAC
1
6BH SA SC. .
3 6
6
a .
Câu 8. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2a, cạnh SB vuông góc với đáy và mặt phẳng
SAD
tạo với đáy một góc 60. Tính thể tích khối chóp S ABCD. .A. 3 3 3 4
V a . B. 3 3 3 8
V a . C. 8 3 3 3
V a . D. 4 3 3 3 V a . Lời giải
Chọn C
Ta có:
SB ABCD
SB AD AD ABCD
mà ADABAD SA .
, ,
SAD ABCD AD AB AD AB ABCD SA AD SA SAD
SAD ; ABCD
SA AB;
SAB60Ta có: SB BD .tan 602a 3. Vậy
3
1 1 2 8 3
. 2 3.4
3 ABCD 3 3
V SB S a a a .
Câu 9. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, hai mặt phẳng
SAB
và
SAD
cùng vuông góc với mặt phẳng
ABCD
; góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng60o
A
C B
S H
ABCD
bằng 60. Tính theo a thể tích khối chóp S ABCD. .A. 3a3. B.
3 6
9
a . C.
3 6
3
a . D. 3 2a3. Lời giải
Chọn C
Ta có
SAB ABCD
SAD ABCD SA ABCD
SAB SAD SA
AC là hình chiếu vuông góc của SC lên mặt phẳng
ABCD
SC ABCD,
SCA 60
Tam giác SAC vuông tại A có SA AC .tan 60 a 6. Khi đó
3
1 1 2 6
. . . 6.
3 3 3
SABCD ABCD
V SA S a a a .
Câu 10. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB a , BC a 3. Cạnh bên SA vuông góc với đáy và đường thẳng SC tạo với mặt phẳng
SAB
một góc 30. Tính thể tích V của khối chóp S ABCD. theo a.A. 2 6 3 3
V a . B.
2 3
3
V a . C. V 3a3. D. 3 3 3 V a . Lời giải
Chọn A
Ta có: BC SA BC
SAB
BC AB
SB là hình chiếu của SC lên mặt phẳng
SAB
.
SC SAB,
SC SB,
CSB 30 .
Xét tam giác SBC vuông tại B có tan 30 BC 3 SB a
SB . Xét tam giác SAB vuông tại A có SA SB2AB2 2a 2.
Mà SABCD AB BC a. 2 3.
Vậy 1 2 3 6
3 ABCD. 3
V S SA a .
Câu 11. Cho hình chóp tứ giác đều S ABCD. có cạnh đáy bằng a và cạnh bên tạo với mặt phẳng đáy một góc 60 . Tính thể tích 0 Vcủa khối chóp S ABCD. .
A. 3 6
2
V a . B. 3 6 3
V a . C. 3 3 2
V a . D. 3 6 6 V a Lời giải
Chọn.D.
Ta có: SABCD a2.
Chiều cao SO: 2 0 6
.tan .tan 60
2 2
a a
SO OB SBO .
Vậy
3 2
.
1 1 6 6
. . . .
3 3 2 6
S ABCD ABCD
a a
V S SO a .
Câu 12. Cho hình chóp tứ giác đều S ABCD. có cạnh đáy bằng a và mặt bên tạo với mặt phẳng đáy một góc 60 . Tính thể tích 0 Vcủa khối chóp S ABCD. .
A.
3 6
2
V a . B.
3 6
3
V a . C.
3 3
2
V a . D.
3 6
6 V a Lời giải
Chọn D.
Ta có: SABCD a2.
Gọi M là trung điểm BC, góc giữa mặt bên (SBC) và (ABCD) là SMO
Ta có 1 .
2 2
OM ABa
Chiều cao SO: 0 3
.tan .tan 60
2 2
a a
SO OB SBO . Vậy
2 3 .
1 1 3 3
. . . .
3 3 2 6
S ABCD ABCD
a a
V S SO a .
Câu 13. Cho lăng trụ đứng ABC.A B C có đáy là tam giác cân tại A, AB AC 2a, CAB120, góc giữa
A BC
và
ABC
là 45. Tính thể tích lăng trụ đã cho.A. 3 6
2
V a . B. 3 3 3
V a . C. 3 3 2
V a . D. V a3 3 Lời giải
Chọn D.
Gọi M là trung điểm của BC. Ta có AM BC và
CAM 60 ( doABCcân tại A) Ta xác định được góc giữa
A BC
và
ABC
là
A MA 45Ta có S ABC 1 AB.AC.sinBAC
2 1. 2a sin120
22 a2 3 và AM AC cos MAC 2a.cos60a; AAAM .tan A MA
a VậyVABC.A B C AA .S ABC a3 3 (đơn vị thể tích).Câu 14. Cho hình chóp tam giác đều có cạnh đáy bằng a và cạnh bên tạo đáy góc 600. Thể tích của khối chóp đó bằng:
A.
3 3
12
a . B.
3 3
6
a . C.
3 3
36
a . D.
3 3
18 a . Lời giải
Chọn A
Ta có: 2 3
ABC 4
S a . Gọi O là trọng tâm của tam giác ABC, suy ra SO
ABC
.Ta có AO là hình chiếu của SA lên mặt phẳng
ABC
.Suy ra
SA ABC,
SA AO,
SAO600. Xét tam giác SAO vuông tại O, ta có: 2 0 2 3
tan .tan .tan 60 . . . 3
3 3 2
SAO SO SO AO SAO AM a a
AO .
Vậy . 1 1 2 3 3 3
. . .
3 3 4 12
S ABC ABC
a a
V S SO a .
60
O M
A C
B S
Câu 15. Cho hình lăng trụ đều ABC A B C. . Mặt phẳng (A BC )tạo với mặt phẳng (ABC) một góc 30 và tam giác A BC có diện tích bằng 8a2. Tính thể tích khối lăng trụ ABC A B C. .
A.
2 3
12
V a . B. V 8a3 3. C.
8 3
6
V a . D.
2 3
4 V a . Lời giải
Chọn B.
Kẻ đường cao AM của tam giác ABC. Khi đó M là trung điểm của BCBC(A AM ) Tam giác A AM' vuông tại A nên góc 'A MA là góc nhọn.
Góc giữa hai mặt phẳng ( 'A BC)và (ABC)bằng góc giữa A M và AM và bằng góc A MA , bằng 30
Tam giác ABC là hình chiếu vuông góc của tam giácA BC trên (ABC) Suy ra SABC SA BC' . os30c o4a2 3.
Đặt AB x 0. Diện tích tam giác đều ABC theo x là
2 3
ABC 4
S x .
Vậy có 2 3 4 2 3 4 3 2 3
4 2
x a x a AM x a
Tam giác A MA vuông tại A, 1
.tan30 2 3. 2
3 AA AM o a a. Thể tích của lăng trụ ABC A B C. là V AA S. ABC2 .4a a2 38a3 3.
Câu 16. Cho hình hộp chữ nhật ABCD A B C D. có đáy là hình vuông, cạnh bên bằng 4a và đường chéo 5a .Tính thể tích hình hộp chữ nhật này.
A. V 3a3. B. V 9a3. C. V a3. D. V 6a3. Lời giải
Chọn B.
2 '2 '2 9 2 3
BD BD DD a BD a
ABCD là hình vuông 3
2 AB a
B S ABCD 9 2 4 a
4a 5a
D' C'
B' A'
D C
A B
Vậy V B h S. ABCD.AA' 9 a3
Câu 17. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác ABC vuông tại B, AB a , AC2a. Hình chiếu vuông góc của S lên
ABC
là trung điểm M của AC. Góc giữa SB và đáy bằng 60. Thể tích S ABC. là bao nhiêu?A.
3 3
2
a . B.
3
2
a . C.
3
4
a . D.
3 2
12 a . Lời giải
Chọn B.
Diện tích ABC : 1 . 3 2
2 2
SABC AB BC a
0 0
* SBM 60 SM MB.tan 60 a 3 Thể tích S.ABC :
3 .
1 .
3 2
S ABC ABC
V SM S a .
Câu 18. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB2a, AD a . Hình chiếu của S lên mặt phẳng
ABCD
là trung điểm H của cạnh AB, đường thẳng SC tạo với đáy một góc450. Tính thể tích Vcủa khối chóp S ABCD. .A. 2 2 3 3
V a . B.
3
3
V a . C.
2 3
3
V a . D. 3 3 2 V a Lời giải
Chọn A.
Ta có SABCD 2 .a a2a2.
DoSC tạo với đáy một góc450 nên SH HC.
Mà HC BH2BC2 a2a2 a 2. Vậy 1. . 1.2 .2 2 2 3 2
3 3 3
ABCD ABCD
V S SH a a a . Câu 19. Cho khối chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2a, SAD cân tại S và nằm
trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Góc giữa
SBC
và mặt đáy bằng 60o. Tính thể tích.
S ABCD bằng:
A.
2 3 3 3
a . B.
8 3 3 3
a . C.
4 3 3 3
a . D. 2a3 3. Lời giải
Chọn B
Gọi H là trung điểm AD.
Ta có:
SAD ABCD
SAD ABCD AD SH ABCD SH AD
.
ABCD là hình vuông cạnh 2a nênSABCD AB24a2.
Tam giác SBC cân tại S SM BC, mà HM BC góc giữa mặt phẳng
SBC
và mặtphẳng
ABCD
là góc giữa hai đường thẳng HM , SM chính là góc SMH. Theo bài ra có 60o SMH .
2 .tan 60o 2 3
SH a a
.
Vậy thể tích S ABCD. :
3
1 . 1.2 3.4 2 8 3
3 3 3
SABCD ABCD
V SH S a a a .
Câu 20. Cho hình chóp tam giác đều S ABC. có cạnh đáy bằng a 3 , cạnh bên bằng 2a. Tính thể tích Vcủa khối chóp S ABC. .
A. 3 3
4
V a . B. 3 3 3 2
V a . C. 3 3 3 4
V a . D.
3 3
4 V a . Lời giải
Chọn D
Diện tích đáy
. 3 2 3 3 2 34 4
ABC
a a
B S ;
3
3 3
AB a
AH a
Chiều cao: h SH SA2AH2 4a2a2 a 3
2 3
.
1 1 3 3 3
. . 3
3 3 4 4
S ABC
a a
V B h a
Mức độ 3
Câu 1. Cho hình chóp S ABCD. có đáy là hình vuông cạnh a, SA
ABCD
, SA a . Gọi G là trọngtâm tam giác SCD. Tính thể tích khối chóp G ABCD. . A. 1 3
6a . B. 1 3
12a . C. 2 3
17a . D. 1 3
9a . Lời giải
Chọn D
Gọi M N, lần lượt là trung điểm của CD và SD.
Ta có
,
1
3 ,
d G ABCD GM
SM d S ABCD
.
Ta có .
31 1 1
, . . .
3 3 3 9
G ABCD ABCD ABCD
V d G ABCD S SA S a .
Câu 2. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác ABC vuông tại B, AB a , BC2a. Tam giác SAB cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi G là trọng tâm tam giác ABC, mặt phẳng
SAG
tạo với đáy một góc 60. Thể tích khối tứ diện ACGS bằngA. 3 6
36
V a B. 3 6
18
V a C. 3 3
27
V a D. 3 6
12 V a Lời giải
Chọn A
G N
M C
A D
B
S
Ta có: 1. . 2
ABC 2
S AB BC a 1 2
3 3
ACG ABC
S S a
.
Gọi H là trung điểm của AB SH
ABC
.Gọi N là trung điểm của BC, I là trung điểm của AN và K là trung điểm của AI. Ta có AB BN a BI AN HK AN.
Do AG
SHK
nên góc giữa
SAG
và đáy là SKH 60 .Ta có: 1 2
2 2
BI AN a 1 2
2 4
HK BI a
, .tan 60 6
4 SH SK a .
Vậy V V ACGS VS ACG. 1. . 3 6
3 ACG 36
SH S a
.
Câu 3. Cho hình chóp S ABC. có tam giác ABC vuông cân tại B, AC a 2, mặt phẳng
SAC
vuông góc với mặt đáy
ABC
. Các mặt bên
SAB
,
SBC
tạo với mặt đáy các góc bằng nhau và bằng 60. Tính theo a thể tích V của khối chóp S ABC. .A.
3 3
2
V a B.
3 3
4
V a C.
3 3
6
V a D.
3 3
12 V a Lời giải
Chọn D
Ta có:
SAC
ABC
và
SAC
ABC
AC.Trong mặt phẳng
SAC
, kẻ SH AC thì SH
ABC
.Gọi I , K lần lượt là hình chiếu vuông góc của H lên cạnh AB và AC thì
SAB , ABC
SIH và SAC , ABC
SKH.K I
G N
H
A C
B S
Mà SIH SKH 60 nên HI HK tứ giác BIHK là hình vuông H là trung điểm cạnh AC.
Khi đó tứ giác BIHK là hình vuông cạnh 2
a và .tan 60 3
2 SHHI a .
Vậy 1
3 .
SABC ABC
V S SH 1 3
2 2 3 3. .
3 2 4 12
SABC
a a a
V .
Câu 4. Hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SAB là tam giác cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy
ABCD
. Biết côsin của góc tạo bởi mặt phẳng
SCD
và
ABCD
bằng 2 1717 . Thể tích Vcủa khối chóp S ABCD. là A.
3 13 6
V a . B.
3 17
6
V a . C.
3 17
2
V a . D.
3 13
2 V a . Lời giải
Chọn A
Gọi H là trung điểm AB SH
ABCD
, K là trung điểm CDCD SKTa có
SCD
, ABCD
SK HK,
SKH . cosSKH HKSK SK a 217 SH a 213Vậy 1
. . 3 ABCD
V SH S 1 13 2
. .
3 2
a a
3 13
6
a .
Câu 5. Cho hình chóp S ABCD. với đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D, đáy nhỏ của hình thang là CD, cạnh bên SC a 15. Tam giác SAD là tam giác đều cạnh 2a và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy hình chóp. Gọi H là trung điểm cạnh AD, khoảng cách từ B tới mặt phẳng
SHC
bằng 2 6a. Tính thể tích V của khối chóp S ABCD. ?A. V 8 6a3. B. V 12 6a3. C. V 4 6a3. D. V 24 6a3. Lời giải
Chọn C
,
SAD ABCD AD
SH ABCD SH AD SH SAD
Ta có SH SD2DH2 a 3, HC SC2SH2 15a23a2 2 3a.
2 2 12 2 2 11
CD HC HD a a a . Ta có BF BC BF
SHC
BF SH
nên d B SHC
,
BF2 6a.1 1 2
. .2 3 .2 6 6 2
2 2
SHBC BF HC a a a
Đặt ABx nên 1 . .
2 2
AHB
S AH AB a x;
1 2 11
2 . 2
CDH
S DH DCa
1 11
ABCD 2
S CD AB AD a x a.
AHB ABCD CDH BHC
S S S S 2a.x
a 11x a
a22116 2a2 x
12 2 11
a.
11 12 2 11
12 2 2SABCD a a a a .
Vậy . 1 1 2 3
. . 3.12 2 4 6
3 3
S ABCD ABCD
V SH S a a a .
Câu 6. Cho hình chópS ABCD. có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D ; biết
2 , .
ABAD a CD a Góc giữa hai mặt phẳng
SBC
và
ABCD
bằng 60 . Gọi 0 I làtrung điểm của AD, biết hai mặt phẳng
SBI
và
SCI
cùng vuông góc với mặt phẳng
ABCD
. Tính thể tích của khối chóp S ABCD. . A. 3 5 38
a . B. 3 15 3 5
a . C. 3 5 3 5
a . D. 3 15 3 8
a . Lời giải
Chọn B
A B
D C
S
F H
. Như đã nhắc ở Câu trước thì do hai mặt phẳng và cùng vuông góc với nên nên SI là đường cao của S ABCD. .
Kẻ tại K. Khi đó ta chứng minh được . Ta vẽ hình phẳng của mặt đáy. Ta có ta chứng minh được CD là đường tủng bình của tam
giác ABM. Khi đó . Ta có
.
Khi đó . .
Câu 7. Cho hình chóp .S ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, mặt bên
SAB
là tam giác vuông cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Biết thể tích của khối chóp.
S OCD bằng
3
3
a . Tính khoảng cách h từ A đến mặt phẳng
SBD
?A. 2 6 3
h a. B. 3
3
ha . C. 2 3 3
h a. D. h2 3a. Lời giải
Chọn A
. Gọi x là độ dài AB,kẻ SF AB tại F, ta có
2 3 3
.OCD .ABCD
1 1 1
.SF 2 2
2 S 4 S 12 24 3
x a
SF V V AB x x a.
SBI
SCI
ABCD
SI ABCD
IK BC SKI
SBC ABCD
;
60
M AD BC
4 ; 2 2 4 2 2 5; 3
AM a BM a a a IM a KMIAMB
3 .2 3
2 5 5
IM IK IK a a a
BM AB a
.tan60 3 . 33 3
5 5
a a
SI IK 1 3 3 13. .2
2 .2
3 35155
a a
V a a a
Do F là trung điểm củaAB nên khoảng cách h từ A đến mặt phẳng
SBD
gấp 2 lầnkhoảng cách d từ F đến mặt phẳng
SBD
màsin 45o 2 2
FB x
EF a. Tính d: kẽ FEDB; FH SE, ta chứng minh được SH
SBD
,2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 3 6
2 2 3
FH a d
FH FE FS a a a , vậy 2 6
2 .
3 h d a
. Câu 8. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B, 1
BC 2AD a . Tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy, góc giữa SC và mặt phẳng
ABCD
bằng sao cho tan 15 5 . Tính thể tích khối chóp S ACD. theo a. A.
3
. 2
S ACD
V a . B.
3
. 3
S ACD
V a . C.
3 .
2
S ACD 6
V a . D.
3 .
3
S ACD 6
V a . Lời giải
Chọn D
Gọi H là trung điểm AB, từ giả thiết ta có: SH
ABCD
,
SC ABCD,
SCH.Đặt AB x , ta có:
2 2 2 2
4 HC BH BC x a ,
2 2 15
.tan .
4 5
SH HC x a .
Mặt khác 3
2
SH x . Vậy ta có:
2 2 15 3
4 . 5 2
x x
a x a.
. 3 22 2
ABCD
AD BC AB a
S
; 2 2
ACD 3 ABCD
S S a ;
3 .
1 3
3 . 6
S ACD ACD
V SH S a .
Câu 9. Cho hình chóp .S ABCDcó đáy là hình chữ nhật; AB a AD ; 2a. Tam giác SAB cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Góc giữa đường thẳng SC và mp
ABCD
bằng45. Gọi M là trung điểm của SD. Tính theo a khoảng cách d từ điểm M đến
SAC
.A. 1513
89
d a . B. 2 1315 89
d a . C. 1315 89
d a . D. 2 1513 89 d a . Lời giải
Chọn A
Gọi H là trung điểm đoạnABSH
ABCD
.Xét BCH vuông tại B, có:
2
2 17
4 4 2
a a CH a . Xét SHC vuông cân tại H, có: 17 34
2 ; 2
a a
SH SC . Xét SAH vuông tại H, có:
2 2
17 3 2
4 4 2
a a
SA a. Xét ABC vuông tại B, có: AC a24a2 a 5.
89 2 SAC 4
S a
.
Ta có:
3 .
1 17
. .
3 3
S ABCD ABCD
V V SH S a ;
3 .
1 17
2 6
S ACD
V V a .
3
. .
1 17
2 12
S ACM S ACD
V V a . Mà . 1 89 2
. . .
3 12
S MAC SAC
V d S a d 1513 89 d a .
Câu 10. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật, tam giác SAD vuông tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Cho biết AB a , SA2SD. Mặt phẳng
SBC
tạo vớiđáy một góc 60o. Thể tích khối chóp S ABCD. là A.
3 3
2
a B.
5 3
2
a C. 5a3 D.
15 3
2 a Lời giải
Chọn B
Gọi H là hình chiếu của S lên cạnh AD, I là hình chiếu của H lên cạnh BC, ta có
SH ABCD và BC
SHI
SBC
; ABCD
SIH 60o. Suy ra SH a 3.Trong tam giác vuông SAD đặt SA2SD2x nên từ SA SD.
SH AD ta có 2
3 5
a x .
Do đó 15
2
xa . Suy ra AD x 5 5 3 2
a . a
I B
C
A
D S
H
Thể tích khối chóp S ABCD. là 1 5. 3. 3
3 2
V a a a 5 3 2
a .
Câu 11. Cho hình chóp S ABCD. có đáy ABCD là hình chữ nhật, mặt bên SAD là tam giác vuông tại S. Hình chiếu vuông góc của Strên mặt phẳng đáy là điểm H thuộc cạnh AD sao cho
3
HA HD. Biết rằng SA2 3a và SC tạo với đáy một góc bằng 30. Tính theo a thể tích V của khối chóp S ABCD. .
A. V8 6a3. B. 8 6 3 3
V a . C. V8 2a3. D. V 8 69a3. Lời giải
Chọn B
2 . 3 2 3
SH HD HA HD SH HD Có:
2 2
tan 3
3 2 4
tan 3 SDH SH
SA SA
DH SD a DA SD SA a
SA SD
SDH SD
.
1
DH4DAa.
Tam giác SHC có tan tan 30 3
tan 30
SH SH SH
SCH HC a
HC HC
.
Tam giác DHC có DC DH2HC2 2 2a Vậy
3 .
1 1 8 6
. . . 3 .4 .2 2
3 3 3
S ABCD
V SH AD DC a a a a .
Câu 12. Cho hình chóp S ABC. có đáy là tam giác đều cạnh 2a, SAB SCB 90 . Gọi M là trung điểm của SA. Biết khoảng cách từ A đến
MBC
bằng 621
a . Thể tích của khối chóp đã cho bằng
A. 8 3 39 3
a . B. 10 3 3 9
a . C. 4 3 13 3
a . D. 2a3 3. Lời giải
Chọn A
Trong mp
ABC
xác định điểm D sao cho tứ giác ABCD vuông tại A và C Khi đó ta có: AB ADAB SD AB SA
;
CB CD
CB SD CB SC
Vậy SD
ABCD
.1 .
S ABC 3 ABC
V SD S
Có tam giác ABC là tam giác đều cạnh 2aSABC a2 3 Ta đi tìm
Gọi I là trung điểm AC
vì tam giác ABC đều, ABCD nội tiếp đường tròn đường kính BD I BD ACBD Gọi G là trọng tâm tam giác ABC và N là trung điểm BC
Vì tam giác ABC đều ANBC AN // CD, tương tự CG BD //
Dễ thấy AGCD là hình thoi 2 2 32 2 3
3 3 2 3
CD AG AN a a
1Xét hình chóp S ANCD. có đáy ANCD là hình thang vuông tại C, N.
Khoảng cách từ A đến mặt phẳng
MNC
bằng 621
a vì
MNC
MBC
.Trong mp
ABCD
gọi
E CNADTrong mp
SAD
kẻ tia At SD/ / gọi
P EM AtGọi K là hình chiếu của G trên mặt phẳng
CMB
Khi đó ta có AP SDAN/ /CNAP CN
APN
CNM
G
B I
D A
C
S
N
SD
S
F
P M
E
D A
C
N H
Trong mp
APN
kẻ AH PN ta có
,
621 AH d A MCN a
Mà tam giác ABC là tam giác đều cạnh 2aANa 3 Từ 1 2 12 12
AH AP AN 12 212 12 12
36 3 4
AP a a a
AP2a
Dễ thấy APM SFM SF AP2a
2Xét tam giác EAN có CD AN/ / nên 2 3 ED CD
EA AN (theo
1 )Xét tam giác EAP có FD PA/ / nên FD ED
PA EA 2 4
3 3
FD a
PA FD
3Từ
2 và
3 ta có 103 SD SF FD a
Vậy
3 2
.
1 . 1 10. . 3 10 3
3 3 3 9
S ABC ABC
a a
V SD S a .
Câu 13. Cho hình chóp S ABC. biết rằng SA SB SC a , ASB120, BSC60 và ASC 90 . Thể tích khối chóp S ABC. là
A.
3 2
12
a . B.
3 2
6
a . C.
3 3
4
a . D.
3 3
8 a . Lời giải
Chọn A
Ta có SB SC a , BSC60 suy ra tam giác BSC đều BC a .
Lại có SA SC a , ASC 90 suy ra tam giác ASC vuông cân tại S AC a 2. Mặt khác, SA SB a , ASB120, áp dụng định lí cosin cho tam giác ASB, ta được:
2 2 2 2 . . 3 2 3
AB SA SB SA SB cos ASB a AB a .
Xét tam giác ABC có BC2AC2a22a23a2 AB2 suy ra tam giác ABC vuông tại C. Vậy diện tích tam giác ABC là:
1 2 2
2 . 2
ABC
S AC BC a .
Gọi O là trung điểm của cạnh AB suy ra O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Mà SA SB SC