Các phương pháp tính thể tích hình lăng trụ, khối lăng trụ cực hay có lời giải - Toán lớp 12

Các phương pháp tính thể tích hình lăng trụ, khối lăng trụ cực hay có lời giải

Với Các phương pháp tính thể tích hình lăng trụ, khối lăng trụ cực hay có lời giải Toán lớp 12 tổng hợp các dạng bài tập, bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập tính thể tích hình lăng trụ, khối lăng trụ từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Toán lớp 12.

• Lý thuyết Thể tích khối lăng trụ Xem chi tiết
• Dạng 1: Tính thể tích khối lăng trụ đứng, lăng trụ đều Xem chi tiết
• Dạng 2: Tính thể tích khối lăng trụ xiên Xem chi tiết
• Tính thể tích khối lăng trụ đứng biết chiều cao và độ dài cạnh đáy Xem chi tiết
• Tính thể tích khối lăng trụ đứng biết góc giữa đường thẳng và mặt phẳng Xem chi tiết
• Tính thể tích khối lăng trụ đứng biết góc giữa hai mặt phẳng Xem chi tiết
• Phương pháp tính thể tích khối lăng trụ đều cực hay Xem chi tiết
• Phương pháp tính thể tích khối lăng trụ xiên cực hay Xem chi tiết

Cách tính thể tích khối lăng trụ đứng, lăng trụ đều

A. Phương pháp giải & Ví dụ

1. Khối lăng trụ đứng

Định nghĩa: Hình lăng trụ đứng là hình lăng trụ có cạnh bên vuông góc với mặt đáy.

Tính chất:

    + Các mặt bên hình lăng trụ đứng là hình chữ nhật

    + Các mặt bên hình lăng trụ đứng vuông góc với mặt đáy

    + Chiều cao là cạnh bên

2. Khối lăng trụ đều

Định nghĩa: Hình lăng trụ đều là hình lăng trụ đứng có đáy là đa giác đều

Tính chất:

    + Các mặt bên của hình lăng trụ đều là các hình chữ nhật bằng nhau

    + Chiều cao là cạnh bên.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho hình hộp đứng có các cạnh AB = 3a, AD = 2a, AA’= 2a. Tính thể tích của khối A’.ACD’

Hướng dẫn:

Do mặt bên ADD’A’ là hình chữ nhật nên ta có:

Bài 2: Cho hình lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều cạnh a√3, góc giữa và đáy là 60º. Gọi M là trung điểm của . Thể tích của khối chóp M.A’B’C’ là:

Hướng dẫn:

Bài 3: Cho khối lăng trụ đứng ABC.A₁ B₁ C₁ có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B có BA = BC = 2a, biết A₁ M=3a với M là trung điểm của BC. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A₁ B₁ C₁

Hướng dẫn:

Ta có:

Cách tính thể tích khối lăng trụ xiên

A. Phương pháp giải & Ví dụ

Hình lăng trụ xiên là hình lăng trụ có cạnh bên không vuông góc với đáy.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’, ∆ABC đều có cạnh bằng a, AA’ = a và đỉnh A’ cách đều A, B, C. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’

Hướng dẫn:

Gọi M là trung điểm của AB, O là tâm của tam giác đều ABC.

Do A’ cách đều các điểm A, B, C nên A'O ⊥ (ABC)

Tam giác ABC đều cạnh a nên:

Xét ∆A’AO vuông tại O có:

Bài 2: Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB = a, ∠(ACB) =30⁰; M là trung điểm cạnh AC. Góc giữa cạnh bên và mặt đáy của lăng trụ bằng 60⁰. Hình chiếu vuông góc của đỉnh A’ lên mặt phẳng (ABC) là trung điểm H của BM. Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’

Hướng dẫn:

A'H ⊥ (ABC) nên A’H là đường cao của lăng trụ

AH là hình chiếu vuông góc của AA’ lên mặt (ABC) nên góc giữa AA’ và (ABC) là góc (A'AH)=60⁰

∆ABC vuông tại B có AB = a, ∠(ACB)=30⁰

BM là trung tuyến

⇒BM=AM=AC/2=a

⇒BM=AM=AB=a

Do đó ∆ABM đều cạnh a có AH ⊥ BM

⇒AH=(a√3)/2

Xét tam giác AA’H có:

Bài 3: Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’, đáy ABC có AC = a√3, BC = 3a, ∠(ACB)=30⁰. Cạnh bên hợp với mặt phẳng đáy góc 60⁰ và mặt phẳng (A’BC) vuông góc với mặt phẳng (ABC). Điểm H trên cạnh BC sao cho HC = 3BH và mặt phẳng (A’AH) vuông góc với mặt phẳng (ABC). Tính thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’

Hướng dẫn:

⇒AH là hình chiếu vuông góc của AA’ lên (ABCD)

Khi đó góc giữa AA’ và (ABCD) là góc (A'AH) =60⁰

Ta có: BC = 3a, HC = 3BH ⇒ HC=9a/4

Xét tam giác ACH có:

Xét tam giác AA’H có:

Phương pháp tính thể tích khối lăng trụ đều

1. Phương pháp giải

+ Khối lăng trụ đều là khối lăng trụ có đáy là tam giác đều.

+ Tính diện tích đáy, chiều cao hình lăng trụ.

+ Tính thể tích khối lăng trụ.

+ Chú ý: Diện tích tam giác đều cạnh a là

Diện tích hình vuông cạnh a: S= a².

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC. A’B’C’ có cạnh đáy bằng a và chiều cao bằng .Thể tích khối tứ diện AC’A’B’ là

Hướng dẫn giải

+ Gọi M là trung điểm của AB.

Vì tam giác ABC là tam giác đều nên CM⊥AB

=> CM = d( C, (AA’B’)

+ Thể tích khối tứ diện AC’A’B’ là:

Chọn A.

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 này.

A. 8a³

B. 9a³

C. 18a³

D. 21a³

Hướng dẫn giải

Do ABCD.A’B’C’D’ là lăng trụ đứng nên DD'⊥BD

Xét tam giác vuông DD’B có:

Vì ABCD là hình vuông nên

Suy ra diện tích đáy là:

Vậy thể tích của khối lăng tụ đã cho là:

Chọn C.

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.

Hướng dẫn giải

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Ta có ABCD là hình vuông nên OC⊥BD

Lại có:CC'⊥(ABCD)

Suy ra:OC'⊥BD( định lí 3 đường vuông góc)

Do đó, góc giữa mp (BDC’) với đáy là góc

Tam giác ABC vuông tại B, AB=BC=a nên:

Xét tam giác OCC’ vuông tại C nên

Đáy ABCD là hình vuông cạnh a nên S_ABCD= a²

Thể tích của khối hộp chữ nhật đã cho là:

Chọn C.