Bài 1. Khái niệm về mặt tròn xoay

Lý thuyết và bài tập bài 1: Khái niệm về mặt tròn xoay, chương IV, phần Hình học, Toán 12

1. Trong không gian cho mặt phẳng \((P)\) chứa đường thẳng \(∆\) và đường thẳng \((C)\) nằm trong \((P)\). Ta quay mặt phẳng \((P)\) quanh \(∆\) một góc \(360^0\) thì đường thẳng \((C)\) tạo nên một hình gọi là mặt tròn xoay.

Đường thẳng \((C)\) được gọi là đường sinh của mặt tròn xoay. Đường thẳng ∆ gọi là trục của mặt tròn xoay.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu hỏi 1 trang 31 sách giáo khoa Hình học 12

Đề bài

Hãy nêu tên một số đồ vật có hình dạng là các mặt tròn xoay.

Lời giải chi tiết

Một số đồ vật có hình dạng là các mặt tròn xoay: cái nón, lọ hoa, cái ốc, cuộn dây điện.

Câu hỏi 2 trang 35 sách giáo khoa Hình học 12

Đề bài

Cắt mặt xung quanh của một hình nón tròn xoay dọc theo một đường sinh rồi trải ra trên mặt phẳng ta được một nửa hình tròn bán kính R. Hỏi hình nón đó có bán kính r của đường tròn đáy và góc ở đỉnh của hình nón bằng bao nhiêu ?

Lời giải chi tiết

Cắt mặt xung quanh của một hình nón tròn xoay dọc theo một đường sinh rồi trải ra trên mặt phẳng ta được một nửa hình tròn bán kính R

⇒ đường sinh có độ dài bằng R và chu vi đường tròn đáy bằng nửa chu vi đường tròn bán kính R.

Câu hỏi 3 trang 38 sách giáo khoa Hình học 12

Đề bài

Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh a. Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ có hai đáy là hai hình tròn ngoại tiếp hai hình vuông ABCD và A’B’C’D’.

Lời giải chi tiết

Biểu diễn đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD cạnh a như hình vẽ

Khi đó: Tâm đường tròn là giao điểm 2 đường chéo.

Bán kính đường tròn = r = IA = \({{a\sqrt 2 } \over 2}\)

Bài 1 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Đề bài

Cho đường tròn tâm \(O\) bán kính \(r\) nằm trên mặt phẳng \((P)\). Từ những điểm \(M\) thuộc đường tròn này ta kẻ những đường thẳng vuông góc với \((P)\). Chứng minh rằng những đường thẳng như vậy nằm trên một mặt trụ tròn xoay. Hãy xác định trục và bán kính của mặt trụ đó.

Bài 2 trang 39 sách giáo khoa Hình học 12

Trong mỗi trường hợp sau đây, hãy gọi tên các hình tròn xoay hoặc khối tròn xoay sinh ra bởi:

LG a

a) Ba cạnh của hình chữ nhật khi quay quanh đường thẳng chứa cạnh thứ tư.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa mặt tròn xoay: Mặt trụ và mặt nón.

Lời giải chi tiết:

Khi xoay ba cạnh của hình chữ nhật khi quay quanh đường thẳng chứa cạnh thứ tư ta được hình trụ tròn xoay có đường cao là cạnh thứ tư còn bán kính hình trụ bằng độ dài của cạnh kề với cạnh thứ tư đó.

Bài 3 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Cho hình nón tròn xoay có đường cao \(h = 20 cm\), bán kính đáy \(r = 25 cm\).

LG a

a) Tính diện tích xung quanh của hình nón đã cho.

Phương pháp giải:

Diện tích xung quanh của hình nón: \({S_{xq}} = \pi rl\) trong đó \(r\) là bán kính đáy và \(l\) là độ dài đường sinh của hình nón.

Lời giải chi tiết:

Giả sử \(SB= l\) là độ dài đường sinh, \(SH = h\) là chiều cao hình nón.

Bài 4 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Đề bài

Trong không gian cho hai điểm \(A, B\) cố định và có độ dài \(AB = 20 cm\). Gọi \(d\) là một đường thẳng thay đổi luôn luôn đi qua \(A\) và cách \(B\) một khoảng  bằng \(10 cm\). Chứng tỏ rằng đường thẳng \(d\) luôn luôn nằm trên một mặt nón, hãy xác định trục và góc ở đỉnh của mặt nón đó.

Bài 5 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Một hình trụ có bán kính đáy \(r = 5cm\) và có khoảng cách giữa hai đáy bằng \(7 cm\).

LG a

a) Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ được tạo nên.

Phương pháp giải:

Diện tích xung quanh của hình trụ \({S_{xq}} = 2\pi rh\), 

Thể tích khối trụ \(V = \pi {r^2}h\).

Với \(r;h\) lần lượt là bán kính đáy và độ dài đường cao của hình trụ.

Lời giải chi tiết:

Theo đầu bài, hình trụ có chiều cao \(h = 7 cm\) và bán kính đáy \(r = 5 cm\).

Bài 6 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Đề bài

Cắt một hình nón bằng một mặt phẳng qua trục của nó ta được thiết diện là một tam giác đều cạnh \(2a\). Tính diện tích xung quanh và thể tích của hình nón đó.

Bài 7 trang 39 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Một hình trụ có bán kính \(r\) và chiều cao \(h = r\sqrt3\).

LG a

a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức: \({S_{xq}} = 2\pi rh,\,\,{S_{tp}} = 2\pi rh + \pi {r^2}\) với \(r;h\) lần lượt là bán kính đáy và độ dài đường cao của hình trụ.

Lời giải chi tiết:

Theo công thức ta có:

Bài 8 trang 40 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Một hình trụ có hai đáy là hai hình tròn \((O;r)\) và \((O';r)\). Khoảng cách giữa hai đáy là \(OO' = r.\sqrt3\). Một hình nón có đỉnh là \(O'\) và có đáy là hình tròn \((O;r)\).

LG a

a) Gọi \(S_1\) là diện tích xung quanh của hình trụ và \(S_2\) là diện tích xung quanh của hình nón, hãy tính tỷ số \({{{S_1}} \over {{S_2}}}\).

Phương pháp giải:

+) Diện tích xung quanh của hình trụ: \({S_{xq}} = 2\pi Rh\) với \(R;h\) lần lượt là bán kính đáy và chiều cao của hình trụ.

Bài 9 trang 40 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Cắt hình nón đỉnh \(S\) bởi mặt phẳng đi qua trục ta được một tam giác vuông cân có cạnh huyền bằng \(a\sqrt2\).

LG a

a) Tính diện tích xuang quanh, diện tích đáy và thể tích của khối nón tương ứng.

Phương pháp giải:

+) Cắt hình nón đỉnh \(S\) bởi mặt phẳng đi qua trục ta được một tam giác vuông cân có cạnh huyền chính là đường kính của đường tròn đáy của hình nón. Từ đó suy ra bán kính đáy \(r\) của hình nón.

+) Độ dài đường sinh \(l\) của hình nón chính là cạnh góc vuông của tam giác vuông cân.

Bài 10 trang 40 sách giáo khoa Hình học lớp 12

Đề bài

Cho hình trụ có bán kính \(r\) và có chiều cao cũng bằng \(r\). Một hình vuông \(ABCD\) có hai cạnh \(AB\) và \(CD\) lần lượt là các dây cung của hai đường tròn đáy, còn cạnh \(BC\) và \(AD\) không phải là đường sinh của hình trụ. Tính diện tích của hình vuông đó và cosin của góc giữa mặt phẳng chứa hình vuông và mặt phẳng đáy.


Giải các môn học khác

Bình luận