Chuyên đề hình không gian

(1)

CHỦ ĐỀ:

THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN

1. Hệ thức lượng trong tam giác vuông : Cho ABC

vuông ở A ta có :

 Định lý Pitago :

BC

²

 AB

²

 AC

²

BA² BH.BC; CA² CH.CB

 AB. AC = BC. AH



1

₂

1

₂

1

₂

AC AB

AH  

 AH²

= BH.CH

 BC = 2AM

 sin b

, os

c

, tan

b

, cot

c

B c B B B

a a c b

   

 b = a. sinB = a.cosC, c = a. sinC = a.cosB, a =

sin cos

b b

B  C ,

 b = c. tanB = c.cot C

2.Hệ thức lượng trong tam giác thường:

* Định lý hàm số Côsin: a

²

= b

²

+ c

²

- 2bc.cosA * Định lý hàm số Sin:

2

sin sin sin

a b c

A B C  R 3. Các công thức tính diện tích.

a/ Công thức tính diện tích tam giác:

1

S  2 a.h

_a

S = 1 . .

. sin . .( )( )( )

2 4

a b c

a b C p r p p a p b p c

 R      với

2

a b c p   Đặc biệt : *

 ABC vuông ở A : 1

2 .

S  AB AC

*  ABC đều cạnh a:

2 3 4 S  a

b/ Diện tích hình vuông : S = cạnh x cạnh c/ Diện tích hình chữ nhật : S = dài x rộng d/ Diên tích hình thoi : S = 1

2 (chéo dài x chéo ngắn) d/ Diện tích hình thang : 1

S  2 (đáy lớn + đáy nhỏ) x chiều cao e/ Diện tích hình bình hành : S = đáy x chiều cao

f/ Diện tích hình tròn : S   .R

²

MỘT SỐ CÔNG THỨC GIẢI TAM GIÁC & CÔNG THỨC TÍNH DIỆN TÍCH

1

A

B H M C

a c h b

b’

c’

(2)

A.QUAN HỆ SONG SONG

1. ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG ĐL1:Nếu đường thẳng d không

nằm trên mp(P) và song song với đường thẳng a nằm trên mp(P) thì đường thẳng d song song với mp(P)

d (P)

d / /a d / /(P) a (P)

  

 



d

a (P)

ĐL2: Nếu đường thẳng a song song với mp(P) thì mọi mp(Q) chứa a mà cắt mp(P) thì cắt theo giao tuyến song song với a.

a/ /(P)

a (Q) d / /a (P) (Q) d

  

  



d (Q) a

(P)

ĐL3: Nếu hai mặt phẳng cắt nhau cùng song song với một đường thẳng thì giao tuyến của chúng song song với đường thẳng đó.

(P) (Q) d

(P) / /a d / /a (Q) / /a

  

 





a d

Q P

2. HAI MẶT PHẲNG SONG SONG ĐL1: Nếu mp(P) chứa hai

đường thẳng a, b cắt nhau và cùng song song với mặt phẳng (Q) thì (P) và (Q) song song với nhau.

a,b (P)

a b I (P) / /(Q) a/ /(Q),b / /(Q)

 

   

 



b I a

Q P

ĐL2: Nếu một đường thẳng nằm một trong hai mặt phẳng song song thì song song với mặt phẳng kia.

(P) / /(Q)

a/ /(Q) a (P)

 

 



a

Q P

ĐL3: Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) song song thì mọi mặt phẳng (R) đã cắt (P) thì phải cắt (Q) và các giao tuyến của chúng song song.

(P) / /(Q)

(R) (P) a a/ / b (R) (Q) b

    

   



^b

a R

Q P

B.QUAN HỆ VUÔNG GÓC

1.ĐƯỜNG THẲNG VUÔNG GÓC VỚI MẶT PHẲNG ĐL1: Nếu đường thẳng d vuông

góc với hai đường thẳng cắt nhau a và b cùng nằm trong mp(P) thì đường thẳng d vuông góc với mp(P).

d a ,d b

a ,b mp(P) d mp(P) a,b caét nhau

  

   

 



d

a b P

QUAN HỆ SONG SONG – QUAN HỆ VUÔNG GÓC

2

(3)

ĐL2: (Ba đường vuông góc) Cho đường thẳng a không vuông góc với mp(P) và đường thẳng b nằm trong (P). Khi đó, điều kiện cần và đủ để b vuông góc với a là b vuông góc với hình chiếu a’ của a trên (P).

a mp(P),b mp(P) b a b a'

 

  

a' a

b P

2. HAI MẶT PHẲNG VUÔNG GÓC ĐL1:Nếu một mặt phẳng chứa

một đường thẳng vuông góc với một mặt phẳng khác thì hai mặt phẳng đó vuông góc với nhau.

a mp(P)

mp(Q) mp(P) a mp(Q)

   

 



Q

P a

ĐL2:Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc với nhau thì bất cứ đường thẳng a nào nằm trong (P), vuông góc với giao tuyến của (P) và (Q) đều vuông góc với mặt phẳng (Q).

(P) (Q)

(P) (Q) d a (Q) a (P),a d

      

   



d Q

P a

ĐL3: Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc với nhau và A là một điểm trong (P) thì đường thẳng a đi qua điểm A và vuông góc với (Q) sẽ nằm trong (P)

(P) (Q) A (P)

a (P)

A a

a (Q)

 

    

 

  



A

Q P

a

ĐL4: Nếu hai mặt phẳng cắt nhau và cùng vuông góc với mặt phẳng thứ ba thì giao tuyến của chúng vuông góc với mặt phẳng thứ ba.

(P) (Q) a

(P) (R) a (R) (Q) (R)

  

   

  



a

R P Q

3. KHOẢNG CÁCH 1. Khoảng cách từ 1 điểm tới 1 đường thẳng , đến 1 mặt

phẳng:

Khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng a (hoặc đến mặt phẳng (P)) là khoảng cách giữa hai điểm M và H, trong đó H là hình chiếu của điểm M trên đường thẳng a ( hoặc trên mp(P))

d(O; a) = OH; d(O; (P)) = OH

a H

O

H O

P

2. Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song:

Khoảng cách giữa đường thẳng a và mp(P) song song với a là khoảng cách từ một điểm nào đó của a đến mp(P).

d(a;(P)) = OH

a

H O

P

(4)

3. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song:

là khoảng cách từ một điểm bất kỳ trên mặt phẳng này đến mặt phẳng kia.

d((P);(Q)) = OH H

O

Q P

4.Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau:

là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng đó.

d(a;b) = AB

B A

b a

4. GÓC

1. Góc giữa hai đường thẳng a và b

là góc giữa hai đường thẳng a’ và b’ cùng đi qua một điểm và lần lượt cùng phương với a và b.

b' b

a a'

2. Góc giữa đường thẳng a không vuông góc với mặt phẳng (P)

là góc giữa a và hình chiếu a’ của nó trên mp(P).

Đặc biệt: Nếu a vuông góc với mặt phẳng (P) thì ta nói rằng góc giữa đường thẳng a và mp(P) là 90⁰.

P a'

a

3. Góc giữa hai mặt phẳng

là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó.

Hoặc là góc giữa 2 đường thẳng nằm trong 2 mặt phẳng

cùng vuông góc với giao tuyến tại 1 điểm ^a ^b

P Q

a b

4. Diện tích hình chiếu: Gọi S là diện tích của đa giác (H) trong mp(P) và S’ là diện tích hình chiếu (H’) của (H) trên mp(P’) thì

S'  Scos 

trong đó



là góc giữa hai mặt phẳng (P),(P’).

 C

B A

S

(5)

I/ CÁC CÔNG THỨC THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN :

1. THỂ TÍCH KHỐI LĂNG TRỤ:

V = B.h

(B: S_đáy; h: chiều cao)

a) Thể tích khối hộp chữ nhật:

b) Thể tích khối lập phương:

với a là độ dài cạnh

V = a.b.c

(a,b,c là ba kích thước)

V = a

³

(a là độ dài cạnh)

2. THỂ TÍCH KHỐI CHÓP:

V= 1

3 Bh

(B: Sđáy ; h: chiều cao)

3. TỈ SỐ THỂ TÍCH TỨ DIỆN

' '

'

' SC

SC SB SB SA SA V

V

C B SA

SABC 

C'

B' A'

C B

A

S

4. THỂ TÍCH KHỐI CHÓP CỤT: ( ' . ')

3 B B BB

V h   _A _B

C

A' B'

C'

5. KHỐI NÓN

 ²

1 1

V = Bh= r h

3 3

S = rl_xq 

6. KHỐI TRỤ

² V =Bh= r h S =2 rl _xq 

7. KHỐI CẦU

 3

V =4 r 3

 2

S=4 r

THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN – MẶT NÓN, MẶT TRỤ, MẶT CẦU

3

(6)

Chú ý:

1/ Đường chéo của hình vuông cạnh a là d = a 2, Đường chéo của hình lập phương cạnh a là d = a 3,

Đường chéo của hình hộp chữ nhật có 3 kích thước a, b, c là d = a² b²c² , 2/ Đường cao của tam giác đều cạnh a là h =

3 2 a

3/ Hình chóp đều là hình chóp có đáy là đa giác đều và các cạnh bên đều bằng nhau (hoặc có đáy là đa giác đều, hình chiếu của đỉnh trùng với tâm của đáy).

4/ Lăng trụ đều là lăng trụ đứng có đáy là đa giác đều.

(7)

II/ CÁC DẠNG TOÁN

Loại 1 : THỂ TÍCH LĂNG TRỤ

1. Dạng 1: Khối lăng trụ đứng có chiều cao hay cạnh đáy

Ví dụ 1: Đáy của lăng trụ đứng tam giác ABC.A’B’C’ là tam giác ABC vuông cân tại A có cạnh BC = a 2 và biết A'B = 3a. Tính thể tích khối lăng trụ.

Lời giải:

Ta có

ABC

vuông 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' =

a 2

³

Ví dụ 2: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD.A’B’C’D' có cạnh bên bằng 4a và đường chéo 5a. Tính thể tích khối lăng trụ.

?

4a 5a

D' C'

B' A'

D C

A B

Lời giải:

ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên BD² = BD'² - DD'² = 9a²

 BD 3a 

ABCD là hình vuông

3a AB 2

 

Suy ra B = SABCD =

9a

2

4

Vậy V = B.h = SABCD.AA' = 9a³

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 có ABC đều nên

AB 3 3 &

AI

2

2 AI BC

A 'I BC(dl3 )





  

A'BC A'BC

1 2S

S BC.A 'I A 'I 4

2 BC

   

AA'  (ABC)  AA'  AI

^.

2 2

A 'AI  AA '  A 'I  AI  2

Vậy : VABC.A’B’C’ = SABC .AA'=

8 3

(8)

A' D

B' C'

A'

C D'

C'

B' B D'

A

60

D' C'

A' B'

D C

A B

60o

C'

B' A'

C

B A

Ví dụ 4: Một tấm bìa hình vuông có cạnh 44 cm, người ta cắt bỏ đi ở mỗi góc tấm bìa một hình vuông cạnh 12 cm rồi gấp lại thành một cái hộp chữ nhật không có nắp. Tính thể tích cái hộp này.

D'

A'

C'

B' D

A

C

B

Giải

Theo đề bài, ta có

AA' = BB' = CC' = DD' = 12 cm nên ABCD là hình vuông có

AB = 44 cm - 24 cm = 20 cm và chiều cao hộp h = 12 cm Vậy thể tích hộp là V = SABCD.h = 4800cm³

Ví dụ 5: Cho hình hộp đứng có đáy là hình thoi cạnh a và có góc nhọn bằng 60⁰ Đường chéo lớn của đáy bằng đường chéo nhỏ của lăng trụ.Tính thể tích hình hộp .

Lời giải:

Ta có tam giác ABD đều nên : BD = a và SABCD = 2SABD =

a2 3 2

Theo đề bài BD' = AC =

a 3

2 a 3

2 

2 2

DD'B  DD'  BD'  BD  a 2

Vậy V = SABCD.DD' =

a

3

6 2

2. Dạng 2: Lăng trụ có góc giữa đường thẳng và mặt phẳng

Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với BA = BC = a ,biết A'B hợp với đáy ABC một góc 60⁰ .Tính thể tích lăng trụ.

Lời giải:

Ta có

A'A  (ABC)  A'A  AB& AB

là hình chiếu của A'B trên đáy ABC .

Vậy

góc[A'B,(ABC)] ABA' 60  

^o

ABA'  AA' AB.tan 60 

0

 a 3

SABC =

1 a

2

BA.BC

2  2

Vậy V = SABC.AA' =

a

3

2

(9)

Ví dụ 2: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại A với AC = a ,

ACB

= 60 ^obiết BC' hợp với (AA'C'C) một góc 30⁰. Tính AC' và thể tích lăng trụ.

a 60 o

30 o C'

B' A'

C

B A

Lời giải:

ABC  AB AC.tan60 

^o

 a 3

. Ta có:

AB  AC;AB  AA '  AB  (AA 'C'C)

nên AC' là hình chiếu của BC' trên (AA'C'C).

Vậy góc[BC';(AA"C"C)] =

BC'A

^{= 30}^o

o

AC'B AC' AB 3a t an30

  

V =B.h = SABC.AA'

2 2

AA 'C'  AA '  AC'  A 'C'  2a 2 ABC

là nửa tam giác đều nên

2 ABC

S a 3

 2

Vậy V =

a 6

³

Ví dụ 3: Cho lăng trụ đứng ABCD A'B'C'D' có đáy ABCD là hình vuông cạnh avà đường chéo BD' của lăng trụ hợp với đáy ABCD một góc 30⁰. Tính thể tích và tổng diên tích của các mặt bên của lăng trụ .

30o

a D'

C' A'

B'

D

C B

A

Giải:

Ta có ABCD A'B'C'D' là lăng trụ đứng nên ta có:

DD'  (ABCD)  DD'  BD

và BD là hình chiếu của BD' trên ABCD . Vậy góc [BD';(ABCD)] =

DBD' 30 

⁰

0

a 6

BDD' DD' BD.tan 30

   3

Vậy V = SABCD.DD' =

a

3

6

3

^{S = 4S}^ADD'A'⁼

4a

2

6 3

Ví dụ 4: Cho hình hộp đứng ABCD A'B'C'D' có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và

BAD

= 60^o biết AB' hợp với đáy (ABCD) một góc 30^o .Tính thể tích của hình hộp.

a 30o

60o

D' B' C'

A'

D B C

A

Giải

ABD

đều cạnh a

2 ABD

S a 3

  4

2 ABCD ABD

a 3

S 2S

   2

ABB'

^{vuông tạiB}

 BB' ABt an30 

^o

 a 3

Vậy

3 ABCD

V B.h S .BB' 3a

   2

(10)

3. Dạng 3: Lăng trụ có góc giữa 2 mặt phẳng

Ví dụ 1: Cho lăng trụ đứng tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với BA = BC = a ,biết (A'BC) hợp với đáy (ABC) một góc 60⁰ .Tính thể tích lăng trụ.

C'

B' A'

C

B A

60o

Lời giải:

Ta có

A'A  (ABC)& BC  AB  BC  A'B

Vậy

góc[(A'BC),(ABC)] ABA' 60  

^o

ABA'  AA' AB.tan 60 

0

 a 3

SABC =

1 a

2

BA.BC

2  2

Vậy V = SABC.AA' =

a

3

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 góc 30⁰ và diện tích tam giác A’BC bằng 8. Tính thể tích khối lăng trụ.

x 30o

I C'

B' A'

C

B A

Giải:

ABC

đều

 AI  BC

mà AA'

 (ABC)

nên A'I

 BC

(đl 3).

Vậy góc[(A'BC);)ABC)] =

A 'IA

= 30^o

Giả sử BI = x

3

2 3

2 x x

AI  



.Ta có

x x AI AI

I A AI

A 2

3 3 2 3 30 2

cos : '

:

' 

⁰

  



A’A = AI.tan 30⁰ =

x  x 3 . 3 3

Vậy V_{ABC.A’B’C’} = CI.AI.A’A = x³

3

Mà S_A’BC = BI.A’I = x.2x = 8

 x  2

Do đó V_{ABC.A’B’C’} = 8

3

Ví dụ 3: Cho lăng trụ tứ giác đều ABCD A'B'C'D' có cạnh đáy a và mặt phẳng (BDC') hợp với đáy (ABCD) một góc 60^o.Tính thể tích khối hộp chữ nhật.

(11)

a 600

O

A' D'

B' C'

C

A D

B

Gọi O là tâm của ABCD . Ta có ABCD là hình vuông nên

OC  BD

CC'(ABCD) nên OC'BD (đl 3). Vậy góc[(BDC');(ABCD)] =

COC'

^{= 60}^o

Ta có V = B.h = SABCD.CC'

ABCD là hình vuông nên SABCD = a²

OCC'

vuông nên CC' = OC.tan60^o=

a 6 2

Vậy V =

a 6

3

2

Ví dụ 4: Cho hình hộp chữ nhật ABCD A'B'C'D' có AA' = 2a ; mặt phẳng (A'BC) hợp với đáy (ABCD) một góc 60^o và A'C hợp với đáy (ABCD) một góc 30^o .Tính thể tích khối hộp chữ nhật.

2a

30o 60o

D'

B' C'

A'

D C

B

A

Ta có AA'

 (ABCD) 

AC là hình chiếu của A'C trên (ABCD) . Vậy góc[A'C,(ABCD)] =

A 'CA 30 

^o

BC AB BC A'B (đl 3) .

Vậy góc[(A'BC),(ABCD)] =

A 'BA  60

^o

A 'AC 

AC = AA'.cot30^o =

2a 3 A 'AB 

AB = AA'.cot60^o =

2a 3

3

2 2

4a 6

ABC BC AC AB

    3

Vậy V = AB.BC.AA' =

16a

3

2 3

4. Dạng 4: Khối lăng trụ xiên

Ví dụ 1: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác đều cạnh a , biết cạnh bên là

a 3

và hợp với đáy ABC một góc 60^o .Tính thể tích lăng trụ.

H 60o

a

B'

A' C'

C

B A

Lời giải:

Ta có

C'H  (ABC)  CH

là hình chiếu của CC' trên (ABC) Vậy

góc[CC',(ABC)] C'CH 60  

^o

0

3a

CHC' C'H CC'.sin 60

   2

SABC =

2 3

a

 4

^{.Vậy V = S}ABC.C'H =

3a

3

3 8

Ví dụ 2: Cho lăng trụ xiên tam giác ABC A'B'C' có đáy ABC là tam giác đều cạnh a . Hình chiếu của A' xuống (ABC) là tâm O đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC biết AA' hợp với đáy ABC một góc 60 .

1) Chứng minh rằng BB'C'C là hình chữ nhật.

2) Tính thể tích lăng trụ .

(12)

H O

60 o

C'

A

a

B' A'

C

B

Lời giải:

1) Ta có

A 'O  (ABC)  OA

là hình chiếu của AA' trên (ABC) Vậy

góc[AA',(ABC)] OAA' 60  

^o

Ta có 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

  

AOA '  A 'O  AO t an60 o  a

Vậy V = SABC.A'O =

a

3

3 4

Ví dụ 3: Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có đáy là hình chữ nhật với AB =

3

AD =

7

.Hai mặt bên (ABB’A’) và (ADD’A’) lần lượt tạo với đáy những góc 45⁰ và 60^0..Tính thể tích khối hộp nếu biết cạnh bên bằng 1.

N H

M

D'

C'

B' A'

D

C

B A

Lời giải:

Kẻ A’H

 ( ABCD )

,HM

 AB , HN  AD AD

N A AB M

A  

 ' , '

(đl 3)

o o

A 'MH 45 ,A 'NH 60



 

Đặt A’H = x . Khi đó A’N = x : sin 60⁰ =

3 2x

AN =

x HM

N A

AA    

3 4 ' 3

'

2 2

2

Mà HM = x.cot 45⁰ = x Nghĩa là x =

7 3 3

4

3

²



  x x

Vậy VABCD.A’B’C’D’ = AB.AD.x =

3. 7. 3 3 7 

LOẠI 2: THỂ TÍCH KHỐI CHÓP

1. Dạng 1: Khối chóp có cạnh bên vuông góc với đáy

Ví dụ 1: Cho hình chóp SABC có SB = SC = BC = CA = a . Hai mặt (ABC) và (ASC) cùng vuông góc với (SBC). Tính thể tích hình chóp .

(13)

_

\ / / a

B

S C

A Lời giải:

Ta có

(ABC) (SBC) (ASC) (SBC)







  AC  (SBC)

Do đó

2 3

SBC

1 1 a 3 a 3

V S .AC a

3 3 4 12

  

Ví dụ 2: Cho hình chóp SABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B với AC = a biết SA vuông góc với đáy ABC và SB hợp với đáy một góc 60^o.

1) Chứng minh các mặt bên là tam giác vuông . 2)Tính thể tích hình chóp .

a 60 o S

C

B A

Lời giải:

1)

SA  (ABC)  SA  AB & SA  AC

mà

BC  AB  BC  SB

( đl 3 ).

Vậy các mặt bên chóp là tam giác vuông.

2) Ta có

SA  (ABC)  AB

là hình chiếu của SB trên (ABC).

Vậy góc[SB,(ABC)] =

SAB 60 

^o.

ABC

vuông cân nên BA = BC =

a 2

SABC =

1 a

2

BA.BC

2  4

o

a 6 SAB SA AB.t an60

   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 chóp SABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a biết SA vuông góc với đáy ABC và (SBC) hợp với đáy (ABC) một góc 60^o. Tính thể tích hình chóp .

a

60o

M C

B A

S Lời giải: Mlà trung điểm của BC,vì tam giác ABC đều nên AM

BCSABC (đl3) .

Vậy góc[(SBC);(ABC)] =

SMA  60

^o^.

Ta có V =

1 1

_ABC

B.h S .SA 3  3

o

3a SAM SA AM tan60

   2

Vậy V =

3 ABC

1 1 a 3

B.h S .SA

3  3  8

Ví dụ 4: Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình vuông có cạnh a và SA vuông góc đáy ABCD và mặt bên (SCD) hợp với đáy một góc 60^o.

1) Tính thể tích hình chóp SABCD.

2) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SCD).

Lời giải: 1)Ta có

SA  (ABC)

và

CD  AD  CD  SD

( đl 3

).(1)

(14)

H

a

D

B C

A S

60 o

Vậy góc[(SCD),(ABCD)] = SDA = 60^o .

SAD

vuông 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 chóp có một mặt bên vuông góc với đáy

Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông có cạnh a. Mặt bên SAB là tam giác đều nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáyABCD,

1) Chứng minh rằng chân đường cao khối chóp trùng với trung điểm cạnh AB.

2) Tính thể tích khối chóp 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 chóp.

2) Ta có tam giác SAB đều nên SA =

a 3 2

suy ra

3 ABCD

1 a 3

V S .SH

3 6

 

Ví dụ 2: Cho tứ diện ABCD có ABC là tam giác đều ,BCD là tam giác vuông cân tại D , (ABC)(BCD) và AD hợp với (BCD) một góc 60^o . Tính thể tích tứ diện ABCD.

60o a

H D

C

B

A Lời giải:

Gọi H là trung điểm của BC.

Ta có tam giác ABC đều nên AH(BCD) , mà (ABC)  (BCD)  AH

(BCD)



.

Ta có AHHDAH = AD.tan60^o=

a 3

& HD = AD.cot60^o =

a 3 3

BCD 

BC = 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 chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B, có BC = a. Mặt bên SAC vuông góc với đáy, các mặt bên còn lại đều tạo với mặt đáy một góc 45⁰.

a) Chứng minh rằng chân đường cao khối chóp trùng với trung điểm cạnh AC.

a) b) Tính thể tích khối chóp SABC.

(15)

45

I J

H A

C

B

S Lời giải:

a) Kẽ SH BC vì mp(SAC)mp(ABC) nên SHmp(ABC).

Gọi I, J là hình chiếu của H trên AB và BC  SIAB, SJBC, theo giả thiết

SIH SJH 45  

^o

Ta có:

 SHI   SHJ  HI  HJ

nên BH là đường phân giác của

ABC

ừ đó suy ra H là trung điểm của AC.

b) HI = HJ = SH =

2

a

VSABC=

. 12 3

1 a

³

SH S

_ABC



3. Dạng 3: Khối chóp đều

Ví dụ 1: Cho chóp tam giác đều SABC cạnh đáy bằng a và cạnh bên bằng 2a. Chứng minh rằng chân đường cao kẻ từ S của hình chóp là tâm của tam giác đều ABC. Tính thể tích chóp đều SABC .

a 2a

O H

C

B A

S

Lời giải:

Dựng SO(ABC) Ta có SA = SB = SC suy ra OA = OB = OC Vậy O là tâm của tam giác đều ABC.

Ta có tam giác ABC đều nên

AO =

2 2 a 3 a 3

3 AH  3 2  3

2 2 2

11a

2

SAO SO SA OA

    3 SO a 11

  3

.Vậy

3 ABC

1 a 11

V S .SO

3 12

 

Ví dụ 2:Cho khối chóp tứ giác SABCD có tất cả các cạnh có độ dài bằng a . 1) Chứng minh rằng SABCD là chóp tứ giác đều.

2) Tính thể tích khối chóp SABCD.

a O

D C

A B

S

Lời giải:

Dựng SO (ABCD)

Ta có SA = SB = SC = SD nên

OA = OB = OC = ODABCD là hình thoi có đường tròn gnoại tiếp nên ABCD là hình vuông .

Ta có SA² + SB² = AB² +BC² = AC² nên

ASC

vuông tại S

2 2 OS a

 



3

1 1

2

2 2

3

^ABCD

. 3 2 6

a a

V  S SO a 

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 chóp MABC.

Lời giải:

a) Gọi O là tâm của

 ABC  DO  ( ABC )

1 .

3

^ABC

V  S DO

(16)

I a

O H

M

C

B A

D ²

3

ABC

4

S  a

_,

2 3

3 3

OC  CI  a

2 2

ô ó :

DOC vu ng c DO DC OC

   6

3

 a

2 3

1 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

MH  DO  a

2 3

1 1 3 6 2

. .

3 3 4 6 24

MABC ABC

a a a

V S MH

   

4. Dạng 4: Khối chóp & PP tỉ số thể tích

Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABC có tam giác ABC vuông cân ở B,

AC  a 2

,SA vuông góc với đáy ABC,

SA  a

1) Tính thể tích của khối chóp 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 chóp S.AMN

G M

N

I C

B A

S

Lời giải:

a)Ta có: .

1 .

S ABC

3

ABC

V  S SA

_và

SA  a

+

 ABC c n c â ó : AC  a 2  AB  a 1

2

ABC

2

S a

 

_Vậy:

1 1 .

²

.

³

3 2 6

SABC

V  a a  a

b) Gọi I là trung điểm BC.

G là trọng tâm,ta có :

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:

4 2

3

9 27

SAMN SABC

V  V  a

Ví dụ 2: Cho tam giác ABC vuông cân ở A và

AB  a

. Trên đường thẳng qua C và vuông góc với mặt phẳng (ABC) lấy điểm D sao cho

CD  a

. Mặt phẳng qua C vuông góc 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.

Lời giải:

a)Tính

V

_ABCD _:

V

_ABCD

1 S

_ABC

.CD a

³

3 6

 

b)Tacó: ABAC AB

,

CD

 AB  ( ACD )  AB  EC

(17)

a

a F

E

B

A C

D Ta có:

DB  EC  EC  ( ABD )

c) Tính

V

_DC_EF:Ta có: ^DCEF

. (*)

DABC

V DE DF

V  DA DB

Mà

DE DA .  DC

², chia cho DA²

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

1

³

6 36

DCEF ABCD

V  V  a

Ví dụ 3: Cho khối chóp 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 chóp bị phân chia bởi mặt phẳng đó.

N S

O M

B D

C

A

Lời giải:

Kẻ MN // CD (N SD

)

thì hình thang ABMN là thiết diện của khối chóp khi cắt bởi mặt phẳng (ABM).

+ _SANB _SADB _SABCD

SADB

SAND V V V

SD SN V

V

4 1 2

1 2

1   



SABCD SBCD

SBMN SBCD

SBMN V V V

SD SN SC SM V

V

8 1 4

1 4

1 2 .1 2

. 1    

 Mà

VSABMN = VSANB + VSBMN = V_SABCD 8

3 .

Suy ra VABMN.ABCD = V_SABCD 8 5

Do đó :

5 3

.



ABCD ABMN

SABMN

V V

Ví dụ 4: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD, đáy là hình vuông cạnh a, cạnh bên tạo với đáy góc

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) Hãy xác định mp(AEMF) b) Tính thể tích khối chóp S.ABCD c) Tính thể tích khối chóp S.AEMF

(18)

A S

I

O D

B

C C'

D'

B'

I

O A

B C

D S

E

F M

Lời giải:

a) Gọi I SOAM. Ta có (AEMF) //BD EF // BD

b) . D D

1 .

S ABC

3

ABC

V  S SO

_với ²

D

S

ABC

 a

+

SOA

có :

6

. tan 60

2 SO  AO

^

 a

Vậy :

3

. D

6

S ABC

6 V  a

c) Phân chia chóp tứ giác ta có

. EMF

V

S A _{= V}_SAMF_{+ V}_SAME_=2V_SAMF .

S ABCD

V

_{= 2V}_SACD_{= 2 V}_SABC

Xét khối chóp S.AMF và S.ACD Ta có :

1 2 SM

 SC 

SACcó 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

V V V a

   

3 3

. EMF

6 6

2 36 18

S A

a a

 V  

Ví dụ 5: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA vuông góc đáy,

SA  a 2

. 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 khối chóp S.ABCD.

b) Chứng minh

SC  ( AB D ' ')

c) Tính thể tích khối chóp S.AB’C’D’

Lời giải:

a) Ta có:

3 .

1 2

3 . 3

S ABCD ABCD

V  S SA  a

b) Ta có

BC  ( SAB )  BC  AB '

&

SB  AB '

Suy ra:

AB '  ( SBC )

nên AB'SC .Tương tự AD'SC.

Vậy SC (AB'D') c) Tính

V

_{S AB C D}_. _{' '} _'

+Tính

V

_{S AB C}_. _{' '}_{: Ta có:} ^{' '}

' ' . (*)

SAB C SABC

V SB SC V  SB SC

 SAC

vuông cân nên

' 1

2 SC

SC 

Ta có:

2 2 2

2 2 2 2

' 2 2 2

3 3

SB SA a a

SB  SB  SA AB  a 



(19)

Từ ^' ^'

(*) 1

3

SAB C SABC

V

 V 

3 3

' '

1 2 2

3 . 3 9

SAB C

a a

 V  

+

3

. ' ' ' . ' '

2 2

2 9

S A B C D S A B C

V  V  a

5) Dạng 5 : Ôn tập khối chóp và lăng trụ

Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh 2a, SA vuông góc đáy. Góc giữa SC và đáy bằng

60

^ và M là trung điểm của SB.

1) Tính thể tích của khối chóp S.ABCD.

2) Tính thể tích của khối chóp MBCD.

.

2a 60o

H

D

C A B

S

Lời giải:

a)Ta có

1 .

3

^ABCD

V  S SA

+

S

_ABCD

 (2 ) a

²

 4 a

²

+

 SAC c ó : SA  AC tan C  2 a 6

3

1

2

8 6

4 .2 6

3 3

V a a a

  

b) Kẻ

MH / / SA  MH  ( DBC )

Ta có:

1 MH  2 SA

,

1

BCD

2

ABCD

S  S

3 D

1 2 6

4 3

MBC

V V a

  

Ví dụ 2: Cho hình chóp tam giác S.ABC có AB = 5a, BC = 6a, CA = 7a. Các mặt bên SAB, SBC, SCA tạo với đáy một góc 60^o .Tính thể tích khối chóp.

60

A C

B H S

E F J

Lời giải:

Hạ SH

 ( ABC )

, kẽ HEAB, HFBC, HJAC suy ra SEAB, SFBC, SJAC . Ta có

SEH SFH SJH 60   

O

SJH SFH

SAH    



nên HE =HF = HJ = r

( r là bán kính đường tròn ngọai tiếp ABC) Ta có SABC =

p ( p  a )( p  b )( p  c )

với p =

a b c a

2   9



Nên SABC =

9 . 4 . 3 . 2 a

²

Mặt khác SABC = p.r

3 6

2 a

p r  S 



Tam giác vuông SHE:

SH = r.tan 60⁰ =

a a

2 2 3 3 .

6

2 

(20)

Vậy VSABC =

6 6

²

. 2 2 8 3

³

3

1 a a  a

_.

Ví dụ 3: Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có

AB  a 3

, AD = a, AA’ = a, O là giao điểm của AC và BD.

a) Tính thể tích khối hộp chữ nhật, khối chóp OA’B’C’D’

b) Tính thể tích khối OBB’C’.

c) Tính độ dài đường cao đỉnh C’ của tứ diện OBB’C’.

O M

D'

C' A' B'

D C

B A

Lời giải:

a) Gọi thể tích khối hộp chữ nhật là V.

Ta có :

V  AB A . D.AA '  a 3. a

²

 a

³

3

 ABD c ó : DB  AB

²

 AD

²

 2 a

* Khối OA’B’C’D’ có đáy và đường cao giống khối hộp nên:

3 ' ' ' '

1 3

3 3

OA B C D

V V a

  

b) M là trung điểm BC

 OM  ( BB C ' ')

2 3

' ' ' '

1 1 3 3

. . .

3 3 2 2 12

O BB C BB C

a a a

V S OM

   

c) Gọi C’H là đường cao đỉnh C’ của tứ

diện OBB’C’. Ta có : ^{' '}

'

' 3

^{OBB C}

OBB

C H V

 S

 ABD c ó : DB  AB

²

 AD

²

 2 a

' ²

1

OBB

2

S a

   C H '  2a 3

Ví dụ 4: Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’có cạnh bằng a.

Tính thể tích khối tứ diện ACB’D’.

a D'

C' A' B'

D C

A B

Lời giải:

Hình lập phương được chia thành: khối ACB’D’ và bốn khối CB’D’C’, BB’AC, D’ACD, AB’A’D’.

+Các khối CB’D’C’, BB’AC, D’ACD, AB’A’D’

có diện tích đáy và chiều cao bằng nhau nên có cùng thể tích.

Khối CB’D’C’ có 1 ² ³

1 1 1

. .

3 2 6

V  a a  a

+Khối lập phương có thể tích:

V

₂

 a

³

 ' ' ³ ³ ³

1 1

4. 6 3

ACB D

V  a  a  a

Ví dụ 5: Cho hình lăng trụ đứng tam giác có các cạnh bằng a.

a) Tính thể tích khối tứ diện A’B’ BC.

(21)

b) E là trung điểm cạnh AC, mp(A’B’E) cắt BC tại F. Tính thể tích khối CA’B’FE.

J

I F

E

C' A' B'

C A B

Lời giải:

a) Khối A’B’ BC:Gọi I là trung điểm AB,

' ' ' '

1 .

A B BC

3

A B B

V  S CI 1

²

. 3

³

3

3 2 2 12

a a a

 

b)Khối CA’B’FE: phân ra hai khối CEFA’ và CFA’B’.

+Khối A’CEFcó đáy là CEF, đường cao A’A nên

' EF EF

1 . '

A C

3

C

V  S A A

2 EF

1 3

4 16

C ABC

S  S  a

_{' EF} ³

3

A C

48 V a

 

+Gọi J là trung điểm B’C’. Ta có khối A’B’CF có đáy là CFB’, đường cao JA’ nên ' ' F FB'

1 . '

A B C

3

C

V  S A J

2

FB' '

1

2 4

C CBB

S  S  a

2 3

' ' F

1 3 3

3 4 2 24

A B C

a a a

 V  

+ Vậy :

3 A'B'FE

3

C

16

V  a

(22)

BÀI TẬP

CHUYÊN ĐỀ HÌNH KHÔNG GIAN

Bài 1: Cho hình chóp S.ABC, đáy ABC là tam giác vuông tại B có AB = a, BC = a

3

, SA vuông góc với mặt phẳng (ABC), SA = 2a. Gọi M, N lần lượt là hình chiếu vuông góc của điểm A trên các cạnh SB và SC. Tính thể tích của khối chóp A.BCNM.

Bài 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật; SA  (ABCD); AB = SA

= 1;

AD 2

. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AD và SC; I là giao điểm của BM và AC.

Tính thể tích khối tứ diện ANIB.

Bài 3: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là một hình vuông tâm O. Các mặt bên (SAB) và (SAD) vuông góc với đáy (ABCD). Cho AB = a, SA = a

2

. Gọi H, K lần lượt là hình chiếu của A trên SB, SD. Tính thể tích khối chóp O.AHK.

Bài 4: Cho lăng trụ đứng ABC.A

1

B

1

C

1

có AB = a, AC = 2a, AA

1 2a 5

và

BAC120^o

. Gọi M là trung điểm của cạnh CC

₁

. Chứng minh MB  MA

1

và tính khoảng cách d từ điểm A tới mặt phẳng (A

1

BM).

Bài 5: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh bên bằng a, mặt bên hợp với đáy góc



. Tìm



để thể tích của khối chóp đạt giá trị lớn nhất.

Bài 6: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật, AB =2a, BC= a, các cạnh bên của hình chóp bằng nhau và bằng

a 2

. Gọi M, N tương ứng là trung điểm của các cạnh AB, CD; K là điểm trên cạnh AD sao cho

3

AK  a

. Hãy tính khoảng cách giữa hai đường thẳng MN và SK theo a.

Bài 7: Cho hình chóp S.ABC có góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ACB) bằng 60

⁰

, ABC và SBC là các tam giác đều cạnh a. Tính khoảng cách từ B đến mp(SAC).

Bài 8: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi với

A120⁰

, BD = a >0. Cạnh bên SA vuông góc với đáy. Góc giữa mặt phẳng (SBC) và đáy bằng 60

⁰

. Một mặt phẳng (α) đi qua BD và vuông góc với cạnh SC. Tính tỉ số thể tích giữa hai phần của hình chóp do mặt phẳng (α) tạo ra khi cắt hình chóp.

Bài 9: Cho hình hộp đứng ABCD.A’B’C’D’ có các cạnh AB=AD = a, AA’ =

³

2 a

và góc BAD = 60

⁰

. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của các cạnh A’D’ và A’B’. Chứng minh rằng AC’ vuông góc với mặt phẳng (BDMN). Tính thể tích khối chóp A.BDMN.

Bài 10: Cho lăng trụ tam giác ABC.A

₁

B

1

C

1

có tất cả các cạnh bằng a, góc tạo bởi cạnh bên và mặt phẳng đáy bằng 30

⁰

. Hình chiếu H của điểm A trên mặt phẳng (A

1

B

1

C

1

) thuộc đường thẳng B

₁

C

1

. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AA

₁

và B

1

C

1

theo a.

Bài 11: Cho hình lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có ABC là tam giác vuông tại B và AB = a, BC = b, AA’ = c (

c²a²b²

). Tính diện tích thiết diện của hình lăng trụ bị cắt bởi mặt phẳng (P) đi qua A và vuông góc với CA.

Bài 12: Cho khối chóp S.ABC có SA



(ABC), ABC vuông cân đỉnh C và SC =

a

. Tính góc



giữa 2 mặt phẳng (SCB) và (ABC) để thể tích khối chóp lớn nhất.

Bài 13: Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh bằng a và điểm M trên cạnh AB sao

cho AM = x, (0 < x < a). Mặt phẳng (MA'C') cắt BC tại N. Tính x theo a để thể tích khối đa

(23)

diện MBNC'A'B' bằng

¹

3

thể tích khối lập phương ABCD.A'B'C'D'.

Bài 14: Trên cạnh AD của hình vuông ABCD có độ dài là a, lấy điểm M sao cho AM = x (0  m  a). Trên nửa đường thẳng Ax vuông góc với mặt phẳng (ABCD) tại điểm A, lấy điểm S sao cho SA = y (y > 0). Tính thể tích khối chóp S.ABCM theo a, y và x. Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối chóp S.ABCM, biết rằng x

²

+ y

²

= a

²

Bài 15: Cho hình nón đỉnh S, đường tròn đáy có tâm O và đường kính là AB = 2R. Gọi M là điểm thuộc đường tròn đáy và

ASB2

,

ASM 2

. Tính thể tích khối tứ diện SAOM theo R,  và  .

Bài 16: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có độ dài cạnh bên bằng 1. Các mặt bên hợp với mặt phẳng đáy một góc α. Tính thể tích hình cầu nội tiếp hình chóp S.ABC.

Bài 17: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. SA



(ABCD) và SA = a. Gọi M, N lần lượt là trung điểm AD, SC. Tính thể tích tứ diện BDMN và khoảng cách từ D đến mp(BMN).

Bài 18: Cho hình chóp S.ABC có AB = AC = a. BC =

2

a

.

SAa 3

,

SABSAC30⁰

Tính thể tích khối chóp S.ABC.

Bài 19: Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều cạnh a, hình chiếu vuông góc của A’ lên mặt phẳng (ABC) trùng với tâm O của tam giác ABC. Một mặt phẳng (P) chứa BC và vuông góc với AA’, cắt lăng trụ theo một thiết diện có diện tích bằng

² ³

8

a

. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’.

Bài 20: Xác định vị trí tâm và độ dài bán kính của mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD có

2, 3, 1, 10, 5, 13

     

AB AC AD CD DB BC

.

Bài 21: Tính thể tích của hình chóp S.ABC, biết đáy ABC là một tam giác đều cạnh a, mặt bên (SAB) vuông góc với đáy, hai mặt bên còn lại cùng tạo với đáy góc α.

Bài 22: Cho hình chóp S.ABC có đáy là ABC vuông cân tại A, AB = AC = a. Mặt bên qua cạnh huyền BC vuông góc với mặt đáy, hai mặt bên còn lại đều hợp với mặt đáy các góc 60

⁰

. Tính thể tích của khối chóp S.ABC.

Bài 23: Cho hình chóp tứ giác S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tai A và D.

Biết AD = AB = a, CD = 2a, cạnh bên SD vuông góc với mặt phẳng đáy và SD = a. Tính thể tứ diện ASBC theo a.

Bài 24: Cho hình chóp lục giác đều S.ABCDEF với SA = a, AB = b. Tính thể tích của hình chóp đó và khoảng cách giữa các đường thẳng SA, BE.

Bài 25: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a,

BAD60⁰

, SA vuông góc mặt phẳng (ABCD), SA = a. Gọi C là trung điểm của SC. Mặt phẳng (P) đi qua AC và song với BD, cắt các cạnh SB, SD của hình chóp lần lượt tại B, D. Tính thể tích của khối chóp S.ABCD.

Bài 26: Tính thể tích hình chóp S.ABC biết SA = a, SB = b, SC = c,

ASB60⁰

,

0 0

90 , 120

 

BSC CSA

.

(24)

Bài 27: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang AB = a, BC = a,

BAD90⁰

, cạnh

SA a

2 và SA vuông góc với đáy, tam giác SCD vuông tại C. Gọi H là hình chiếu của A trên SB. Tính thể tích của tứ diện SBCD và khoảng cách từ điểm H đến mặt phẳng (SCD).

Bài 28: Cho lăng trụ đứng ABCA

₁

B

1

C

1

có AB = a, AC = 2a, AA

1 2a 5

và

BAC120^o

. Gọi M là trung điểm của cạnh CC

₁

. Tính khoảng cách d từ điểm A tới mặt phẳng (A

₁

BM).

Bài 29: Cho hình hộp ABCD.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, AB = AA = 2a.

Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng đáy trùng với tâm của đáy. M là trung điểm của BC. Tính thể tích hình hộp và cosin của góc giữa hai đường thẳng AM và AC

Bài 30: Cho hình chóp S.ABC có mặt bên SBC là tam giác đều cạnh a, cạnh bên SA

vuông góc với mặt phẳng đáy. Biết góc BAC = 120

⁰

, tính thể tích của khối chóp S.ABC theo a.

Bài 31: Tính thể tích của hình chóp S.ABC, biết đáy ABC là một tam giác đều cạnh a, mặt bên (SAB) vuông góc với đáy, hai mặt bên còn lại cùng tạo với đáy góc a.

Bài 32: Cho hình lăng trụ đứng ABCD.A’B’C’D’ có đáy ABCD là một hình thoi cạnh a, góc

BAD

= 60

⁰

. Gọi M là trung điểm AA và N là trung điểm của CC. Chứng minh rằng bốn điểm B, M, N, D đồng phẳng. Hãy tính độ dài cạnh AA theo a để tứ giác BMDN là hình vuông.

Bài 33: Cho lăng trụ ABC.A'B'C' có A.ABC là hình chóp tam giác đều cạnh đáy AB = a, cạnh bên AA = b. Gọi



là góc giữa hai mặt phẳng (ABC) và (ABC). Tính tan



và thể tích của khối chóp A.BBCC.

Bài 34: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài cạnh đáy bằng a, các mặt bên tạo với mặt đáy góc 60

^o

. Mặt phẳng (P) chứa AB và đi qua trọng tâm của tam giác SAC cắt SC, SD lần lượt tại M, N. Tính thể tích khối chóp S.ABMN theo a.

Bài 35: Cho hình lập phương ABCD.ABCD cạnh a. Gọi M, N lần lượt là trung điểm các cạnh CD, AD. Điểm P thuộc cạnh DD’ sao cho PD = 2PD. Chứng tỏ (MNP) vuông góc với (AAM) và tính thể tích của khối tứ diện AAMP.

Bài 36: Cho khối chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, với AB = 2AD = 2a, sạnh SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD), cạnh SC tạo với mặt đáy (ABCD) một góc

45⁰

. Gọi G là trọng tâm của tam giác SAB, mặt phẳng (GCD) cắt SA, SB lần lượt tại P và Q. Tính thể tích khối chóp S.PQCD theo a.

Bài 37: Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với đáy góc

60⁰

. Gọi M là điểm đối xứng với C qua D, N là trung điểm của SC. Mặt phẳng (BMN) chia khối chóp thành hai phần. Tính tỉ số thể tích của hai phần đó.

Bài 38: Cho hình lập phương ABCD.ABCD cạnh a. Gọi K là trung điểm của cạnh BC và I là tâm của mặt bên CCDD. Tính thể tích của các hình đa diện do mặt phẳng (AKI) chia hình lập phương.

Bài 39: Cho đường tròn (C) đường kính AB = 2R. Trên nửa đường thẳng Ax vuông góc

với mặt phẳng chứa (C) lấy điểm S sao cho SA = h. Gọi M là điểm chính giữa cung AB. Mặt

phẳng (P) đi qua A và vuông góc với SB, cắt SB, SM lần lượt tại H và K.. Tính thể tích của

khối chóp S.AHK theo R và h.

(25)

Bài 40: Cho hình lập phương ABCD.ABCD cạnh bằng a. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB và CD. Tính thể tích khối chóp B.AMCN và cosin của góc tạo bởi hai mặt phẳng (AMCN) và (ABCD).

Bài 41: Tính thể tích của khối chóp S.ABC, biết đáy ABC là một tam giác đều cạnh a, mặt bên (SAB) vuông góc với đáy, hai mặt bên còn lại cùng tạo với đáy góc .

Bài 42: Tính thể tích khối chóp S.ABC, biết SA = a, SB = b, SC = c,

ASB60⁰

,

BSC90⁰

,

CSA120⁰

.

Bài 43: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi, cạnh a,

ABC60⁰

, chiều cao SO của hình chóp bằng

^a ³

2

, trong đó O là giao điểm của hai đường chéo AC và BD. Gọi M là trung điểm của AD, mặt ph