Tổng hợp lý thuyết và bài tập chuyên đề Thể tích khối đa diện

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho khối lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh a. Gọi S là điểm đối xứng của tâm I của hình vuông ABCD qua mặt phẳng (A'B'C'D'). Tính thể tích phần khối chóp tứ giác S.ABCD nằm ngoài khối lập phương.
    • \(\dfrac{a^3}{6}\)
    • \(\dfrac{a^3}{12}\)
    • \(\dfrac{a^3}{9}\)
    • \(\dfrac{2a^3}{9}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Gọi thể tích phần khối chóp SABCD nằm ngoài khối lập phương là V1
    Ta có \(\dfrac{V_1}{V_{SABCD}}=\dfrac{1}{8}\Rightarrow V_1=\dfrac{1}{8}.\dfrac{2a^3}{3}=\dfrac{a^3}{12}\)
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho khối lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh a. Gọi S là điểm đối xứng của tâm I của hình vuông ABCD qua mặt phẳng (A'B'C'D'). Tính thể tích phần khối chóp tứ giác S.ABCD nằm trong khối lập phương.
    • \(\dfrac{7a^3}{12}\)
    • \(\dfrac{5a^3}{12}\)
    • \(\dfrac{2a^3}{3}\)
    • \(\dfrac{5a^3}{9}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Gọi thể tích phần khối chóp SABCD nằm trong khối lập phương bằng \(V_{SABCD}-V_1=\dfrac{2a^3}{3}-\dfrac{a^3}{12}=\dfrac{7a^3}{12}.\)
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho khối lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh a. Gọi S là điểm đối xứng của tâm I của hình vuông ABCD qua mặt phẳng (A'B'C'D'). Tính thể tích phần khối lập phương nằm ngoài chóp tứ giác S.ABCD.
    • \(\dfrac{7a^3}{12}\)
    • \(\dfrac{5a^3}{12}\)
    • \(\dfrac{2a^3}{3}\)
    • \(\dfrac{4a^3}{9}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Thể tích phần khối lập phương không thuộc khối chóp SABCD nằm thể tích khối lập phương trừ đi thể tích phần lập phương trong hình chóp và bằng
    \(a^3-\dfrac{7a^3}{12}=\dfrac{5a^3}{12}\)
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Xét khối chóp tam giác đều S.ABC có thể tích \(V=24\sqrt{3}\), góc giữa mặt bên và mặt đáy bằng 30o. Tính chiều cao của khối chóp.
    • 2
    • \(\sqrt{3}\)
    • 1
    • 3
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Gọi độ dài cạnh của tam giác đều ABC là a. Khi đó \(S_{ABC}=\dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}\)
    Từ hình vẽ ta thấy \(MH=\dfrac{1}{3}MC=\dfrac{1}{3}.\dfrac{a\sqrt{3}}{2}=\dfrac{a\sqrt{3}}{6}\)
    \(\Rightarrow SH=MH.tan30^o=\dfrac{a}{6}\)
    Vậy thì \(V_{SABC}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}.\dfrac{a}{6}=\dfrac{a^3\sqrt{3}}{72}=24\sqrt{3}\)
    \(\Rightarrow a=12\Rightarrow SH=12:6=2\)
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Xét khối chóp tam giác đều S.ABC cạnh đáy a, chiều cao của khối chóp bằng chiều cao của tam giác đáy. Tính thể tích khối chóp.
    • \(\dfrac{a^3\sqrt{3}}{12}\)
    • \(\dfrac{a^3\sqrt{3}}{8}\)
    • \(\dfrac{a^3}{8}\)
    • \(\dfrac{a^3}{6}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Chiều cao tam giác ABC bằng \(\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\)
    Diện tích tam giác ABC bằng \(\dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}\)
    Vậy \(V_{SABC}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{a\sqrt{3}}{2}.\dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}=\dfrac{a^3}{8}\)
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Xét khối chóp S.ABC, đáy ABC là tam giác vuông cân AB = AC, cạnh bên SA = 3a tạo với mặt đáy góc 30o. Biết thể tích khối chóp bằng a3, tính độ dài cạnh AB.
    • \(a\sqrt{2}\)
    • a
    • 2a
    • \(a\sqrt{3}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Gọi SH là đường cao của khối chóp. Ta có \(SH=sin30^o.SA=\dfrac{1}{2}.3a=\dfrac{3a}{2}\)
    Đặt AB = x, ta có \(S_{ABC}=\dfrac{x^2}{2}\)
    Vậy thì \(V_{SABC}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{x^2}{2}.\dfrac{3a}{2}=a^3\Rightarrow x=2a.\)
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho khối chóp tứ giác đều S.ABCD, có cạnh đáy bằng a và có thể tích \(V=\dfrac{a^3\sqrt{3}}{6}.\) Tìm số dương r sao cho có điểm J nằm bên trong khối chóp, mà khoảng cách từ J đến các mặt bên và đến mặt đáy đều bằng r.
    • \(r=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\)
    • \(r=\dfrac{a\sqrt{3}}{3}\)
    • \(r=\dfrac{a\sqrt{3}}{4}\)
    • \(r=\dfrac{a\sqrt{3}}{6}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Ta đặt tên các điểm như trên hình vẽ. Kẻ JH \(\perp\)SM. Khi đó ta thấy ngay \(JH\perp\left(SDC\right).\)
    Xét tam giác SOM ta thấy, để JO = JH thì MJ phải là phân giác của góc M.
    Theo đề bài ta có \(S_{ABCD}=a^2\Rightarrow SO=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\)
    Vậy thì \(\widehat{SMO}=60^o\Rightarrow\widehat{JMO}=30^o.\)
    Có tam giác JOM vuông tại O, \(\widehat{JOM}=30^o;OM=\dfrac{a}{2}\Rightarrow r=JO=\dfrac{a\sqrt{3}}{6}\)
     
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho khối chóp tam giác S.ABC. Mặt phẳng đi qua trọng tâm của ba mặt bên của khối chóp chia khối chóp thành hai phần. Tính tỉ số thể tích hai phần đó.
    • \(\dfrac{1}{3}\)
    • \(\dfrac{8}{19}\)
    • \(\dfrac{2}{3}\)
    • \(\dfrac{1}{2}\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Mặt phẳng đã cho chia hình chóp thành hai phần : 1 hình chóp có thể tích V1 và hình chóp cụt có thể tích V2. Ta thấy rằng trọng tâm chia đường trung tuyến theo tỉ lệ 2 : 1 nên ta có :
    \(\dfrac{V_1}{V_{SABC}}=\dfrac{2}{3}.\dfrac{2}{3}.\dfrac{2}{3}=\dfrac{8}{27}\Rightarrow\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{8}{19}.\)