Tìm bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón - Toán lớp 12
Tìm bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón
Với Tìm bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón Toán lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Tìm bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Toán lớp 12.
A. Phương pháp giải & Ví dụ
Cho hình nón có chiều cao là h, bán kính đáy R và đường sinh là l thì có:
+ Diện tích xung quanh: Sxq = πRl
+ Diện tích đáy (hình tròn): Sđ = πR2
+ Diện tích toàn phần hình tròn: S = Sđ + Sxq = π.r.l+πr2
+ Thể tích khối nón:
Ví dụ minh họa
Bài 1: Cho hình nón có bán kính đáy là 4a, chiều cao là 3a. Tính đường sinh, diện tích xung quanh, diện tích toàn phần và thể tích của hình nón trên.
Hướng dẫn:
Xét tam giác SOA có: h=SO=3a;r=AO=4a
Diện tích xung quanh: Sxq=πRl=π.4a.5a=20πa2
Diện tích toàn phần: Stp= πRl+πR2=20πa2+25πa2=45πa2
Thể tích của hình nón là:
Bài 2: Cho hình nón có đường sinh l, góc giữa đường sinh và mặt phẳng đáy là 30º. Tính diện tích xung quanh của hình nón
Hướng dẫn:
Xét tam giác SOA vuông tại O có:
Diện tích xung quanh:
Bài 3: Một khối nón có thể tích bằng 30 π, nếu giữ nguyên chiều cao và tăng bán kính khối nón đó lên 2 lần thì thể tích của khối nón mới bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn:
là thể tích của khối nón ban đầu
⇒ Thể tích của khối nón lúc sau là:
Bài 4: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và góc giữa một cạnh bên và đáy bằng 60º, diện tích xung quanh và thể tích của hình nón đỉnh S và đáy là hình tròn nội tiếp tam giác ABC là?
Hướng dẫn:
Gọi O là tâm tam giác ABC
Do S.ABC là hình chóp tam giác đều nên SO⊥(ABC), ∆ABC đều cạnh a.
OA là hình chiếu vuông góc của SA lên mặt (ABC)
⇒ Góc giữa SA và mặt (ABC) là góc ∠(SAO)=60º
Ta có:
Xét tam giác SAO có:
Ta có:
Xét hình nón đỉnh S và đáy là hình tròn nội tiếp tam giác ABC có
Bài 5: Cho tam giác ABC vuông cân tại A có cạnh AB = 2a. Quay tam giác này xung quanh cạnh AB. Tính thể tích của khối nón được tạo thành.
Hướng dẫn:
Quay tam giác ABC vuông cân tại A xung quanh cạnh AB ta được hình nón có
R=h=AB=2a;
l=BC=AB√2=2a√2
Thể tích của khối nón được tạo thành:
B. Bài tập vận dụng
Bài tập tính bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón
Bài 1: Hình nón có chiều dài đường sinh d, bán kính đáy r thì có diện tích xung quanh bằng:
A.πrd B.2πrd C.πrl D.2πrl
Lời giải:
Đáp án : A
Bài 2: Hình nón có đường sinh l=5cm và bán kính đáy r=4cm thì có diện tích xung quanh bằng:
A.20π (cm2 ) B.40π (cm2 )
C.20 (cm2 ) D.20π (cm3 )
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Sxq=πrl=π.5.4=20π (cm2 )
Bài 3: Hình nón bán kính đáy r=3cm và chiều cao h=4cm thì có diện tích toàn phần bằng:
A.24π (cm2 ) B.39π (cm2 )
C.20π(cm2 ) D.20π (cm3 )
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Độ dài đường sinh:
Stp=πr2+πrl=π32+π.3.5=24π (cm2 )
Bài 4: Một hình nón có đường sinh bằng đường kính đáy và bằng 2R. Diện tích xung quanh của hình nón bằng:
A.(πR2)/2 B.πR2 C.2πR2 D.4πR2
Lời giải:
Đáp án : C
Giải thích :
Độ dài đường sinh: l = 2R
Bán kính đáy: r = R
Sxq=πrl=π.R.2R=2πR2
Bài 5: Một hình nón được sinh ra do tam giác đều cạnh 2a quay quanh đường cao của nó. Khoảng cách từ tâm của đáy đến đường sinh của hình nón bằng:
Lời giải:
Đáp án : D
Giải thích :
ABC là tam giác đều cạnh 2a, đường cao BH
Ta có: BH=a√3;HC=a
Kẻ HK vuông góc với BC
Khoảng cách từ tâm của đáy đến đường sinh của hình nón chính là độ dài đoạn HK
Xét tam giác BHC vuông tại H có HK là đường cao
Bài 6: Cho tam giác ABC vuông tại A, biết AB=a√3 và ∠(ACB)=60º. Khi quay hình tam giác ABC quanh cạnh AC thì khối nón tròn xoay được tạo thành có thể tích bằng:
A.πa3 B.3πa3 C.9πa3 D.6πa3
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Xét tam giác ABC vuông tại A có:
Khi quay hình tam giác ABC quanh cạnh AC ta được hình nón có chiều cao AC, bán kính đáy AB
Bài 7: Cho tam giác ABC vuông tại A. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh BC thì đường gấp khúc BAC tạo thành
A. Hình nón B. Hai hình nón
C. Mặt nón D. Khối nón
Lời giải:
Đáp án : B
Giải thích :
Kẻ AH vuông góc với BC taị H
Khi quay đường gấp khúc BAC quanh cạnh BC ta thu được hai hình nón:
(N1): r1=AH; h1=BH; l1=AB
(N2): r2=AH; h2=CH; l2=AC
Bài 8: Quay một tam giác vuông cân có cạnh huyền bằng a√2 xung quanh một cạnh góc vuông. Tính diện tích xung quanh của hình nón được tạo thành:
A.2πa2 √2 B.πa2 √2 C.2πa2 D.πa2
Lời giải:
Đáp án : B
Giải thích :
Quay tam giác vuông cân ABC quanh cạnh góc vuông AC ta được hình nón có chiều cao AC, bán kính đáy AB và đường sinh BC
Ta có AB=BC/√2=a
Sxq=πRl=π.AB.BC=π.a.a√2= πa2 √2
Bài 9: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có chiều cao h = 2 và ∠(ASB)=60º. Khi đó diện tích xung quanh của hình nón ngoại tiếp hình chóp bằng:
A.π B.2π C.2√2 π D.4√2 π
Lời giải:
Đáp án : D
Giải thích :
Gọi O là tâm hình vuông ABCD ⇒ SO ⊥ (ABCD)
S.ABCD là hình chóp tứ giác đều ABCD là hình vuông và các cạnh bên bằng nhau.
∆SAB có SA = SB; ∠(ASB)=60º nên ∆SAB đều
Đặt SA = AB = a.
ABCD là hình vuông cạnh a nên
Ta có:
AO2+SO2=SA2 ⇒ a2/2+4=a2 ⇒ a=2√2
Hình nón ngoại tiếp hình chóp có bán kính đáy r=OA=2; đường sinh
l=SA=2√2
⇒ Sxq=πrl=π.2.2√2=4√2 π
Bài 10: Hình nón (N) có diện tích xung quanh bằng 20π (cm2 ) và bán kính đáy bằng 4cm. Thể tích của khối nón (N) là:
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Bài tập tính bán kính, đường sinh, diện tích, thể tích của hình nón (phần 2)
Bài 1: Cho hình chóp đều S.ABCD, đáy có cạnh bằng 2a, cạnh bên bằng 3a. Hình nón (N) ngoại tiếp hình chóp S.ABCD. Thể tích của khối nón (N) là:
Lời giải:
Đáp án : B
Giải thích :
Gọi O là tâm hình vuông ABCD
Hình nón ngoại tiếp hình chóp có bán kính đáy r=OA=a√2; chiều cao
Bài 2: Một hình tứ diện đều cạnh a có một đỉnh là đỉnh của hình nón, ba đỉnh còn lại nằm trên đường tròn đáy của hình nón. Diện tích xung quanh của hình nón bằng:
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Gọi O là tâm của tam giác ABC ⇒ SO ⊥ (ABC)
Ta có:
Hình nón ngoại tiếp tứ diện có bán kính đáy r=OA=(a√3)/3; đường sinh l=SA=a
Bài 3: Hình chóp tứ giác đều cạnh đáy bằng a, góc giữa cạnh bên và đáy bằng 60º. Diện tích toàn phần của hình nón ngoại tiếp hình chóp là:
Lời giải:
Đáp án : C
Giải thích :
Gọi O là tâm hình vuông ABCD ⇒ SO ⊥ (ABCD)
AO là hình chiếu vuông góc AS lên (ABCD)
⇒ Góc giữa cạnh bên SA và (ABCD) là góc ∠(SAO)=60º
Ta có:
Xét tam giác SAO có:
Hình nón ngoại tiếp hình chóp có bán kính đáy r=OA=(a√2)/2; đường sinh
l=SA= a√2
Diện tích toàn phần của hình nón là:
Bài 4: Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.A’B’C’ có cạnh đáy bằng a. Gọi O và O’ lần lượt là tâm của hai đáy ABC, A’B’C’. Biết góc giữa đường thẳng O’B với mặt phẳng (ABC) bằng 30º. Tính diện tích xung quanh và thể tích của khối nón đỉnh O’, đáy là đường tròn tâm O ngoại tiếp tam giác ABC.
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
O'O ⊥ (ABC) nên OB là hình chiếu vuông góc của O’B lên (ABCD)
⇒ Góc giữa O’B và (ABC) là góc giữa O’B và BO
⇒ ∠(O'BO) =30º
∆ABC đều cạnh a nên
Khối nón đỉnh O’, đáy là đường tròn tâm O ngoại tiếp tam giác ABC có chiều cao
Bài 5: Cho hình chóp S.ABC đều có cạnh đáy bằng a, cạnh bên bằng 2A. Thể tích khối nón có đỉnh S và đáy ngoại tiếp tam giác ABC là:
Lời giải:
Đáp án : C
Giải thích :
Gọi O là tâm đáy ABC ⇒ SO ⊥ (ABC)
∆ABC đều cạnh a ⇒ AO=(a√3)/3
Khối nón có đỉnh S và đáy ngoại tiếp tam giác ABC có đường cao
Bài 6: Cho hình chóp S.ABCD đều có cạnh đáy bằng a√2, góc giữa mặt bên và đáy bằng 600. Thể tích khối nón có đỉnh S và đáy ngoại tiếp tứ giác ABCD là:
Lời giải:
Đáp án : B
Giải thích :
Gọi O là tâm của đáy (ABCD) ⇒ SO ⊥ (ABCD)
Gọi M là trung điểm của AD ⇒ OM ⊥ AD
Ta có:
⇒ Góc giữa (SAD) và (ABCD) là góc ∠(SMO) =60º
MO là đường trung bình của ∆DAB
Khối nón đỉnh S và đáy ngoại tiếp tứ giác ABCD có đường cao
Bài 7: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và góc giữa một mặt bên và đáy bằng 60º, diện tích xung quanh của hình nón đỉnh S và đáy là hình tròn nội tiếp tam giác ABC là
Lời giải:
Đáp án : D
Giải thích :
Gọi M là trung điểm của BC
⇒ Góc giữa (SBC) và (ABC) là góc ∠(SMA) =60º
Hình nón đỉnh S và đáy là hình tròn nội tiếp tam giác ABC có đường sinh
Bài 8: Cho hình nón có đường sinh bằng đường kính đáy và bằng 2. Thể tích khối nón đó.
Lời giải:
Đáp án : B
Giải thích :
Ta có: l=2;r=1
Bài 9: Biết thể tích hình chóp tam giác đều nội tiếp trong hình nón là V. Khi đó thể tích của hình nón bằng:
Lời giải:
Đáp án : A
Giải thích :
Gọi O là tâm của đáy ABC, ABC là tam giác đều cạnh a
Hình nón ngoại tiếp hình chóp S.ABC có đường cao SO, bán kính đáy SO
Bài 10: Cho hình nón đỉnh S, đường cao SO. Gọi A, B là hai điểm thuộc đường tròn đáy của hình nón sao cho khoảng cách từ O đến AB bằng a và ∠(SAO) = 30º, ∠(SAB)=60º. Diện tích xung quanh của hình nón là:
Lời giải:
Đáp án : D
Giải thích :
Gọi I là trung điểm của AB
Ta có: OI = a; OI ⊥ AB; SO ⊥ AB ⇒ SI ⊥ AB
Mà
Ta có:
Vậy diện tích xung quanh của hình nón đã cho là:
