Giải bài 3 trang 39 – SGK môn Hình học lớp 12

Một hình nón có đường cao \(h = 20cm\), bán kính đáy \(r = 25cm\).
a) Tính diện tích xung quanh của hình nón đã cho.
b) Tính thể tích của khối nón được tạo thành bởi hình nón đó.
c) Một thiết diện đi qua đỉnh của hình nón và khoảng cách từ tâm của đáy đến mặt phẳng thiết diện là \(12cm\). Tính diện tích thiết diện đó.
Lời giải:

Hướng dẫn: Cho hình nón có đường sinh \(l\), đường cao h và bán kính đáy r.

                      Diện tích xung quanh của hình nón là \(S=\pi rl\).

                      Thể tích khối nón là \(V=\dfrac{1}{3}\pi r^2h\).

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

Trong tam giác SOA có 

\(SA=\sqrt{S{{O}^{2}}+O{{A}^{2}}}=\sqrt{{{20}^{2}}+{{25}^{2}}}=\sqrt{1025} \) (cm)

Diện tích xung quanh hình nón là

\({{S}_{xq}}=\pi rl=\pi .25.\sqrt{1025}\approx 2514,5\,\left( c{{m}^{2}} \right)\)

b) Thể tích khối nón là

\(V=\dfrac{1}{3}\pi {{r}^{2}}h=\dfrac{1}{3}\pi {{.25}^{2}}.20\approx 13083,3\,\left( c{{m}^{3}} \right)\)

c) Giả sử thiết diện SAB đi qua S và cắt đường tròn đáy tại A và B.

Gọi I là trung điểm của AB, kẻ OH vuông góc với SI.

Ta có \(\left\{ \begin{align} & AB\bot OI \\ & AB\bot SO \\ \end{align} \right.\Rightarrow AB\bot \left( SOI \right)\Rightarrow AB\bot OH \)

Suy ra \(\left\{ \begin{align} & OH\bot AB \\ & OH\bot SI \\ \end{align} \right.\Rightarrow OH\bot \left( SAB \right)\Rightarrow OH=12cm \)

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SOI có

\(\dfrac{1}{O{{H}^{2}}}=\dfrac{1}{O{{I}^{2}}}+\dfrac{1}{O{{S}^{2}}} \\ \Rightarrow \dfrac{1}{O{{I}^{2}}}=\dfrac{1}{O{{H}^{2}}}-\dfrac{1}{O{{S}^{2}}}=\dfrac{1}{{{12}^{2}}}-\dfrac{1}{{{20}^{2}}}=\dfrac{1}{225} \\ \Rightarrow OI=15\,\left( cm \right) \)

Trong tam giác vuông AOI có 

\(AI=\sqrt{O{{A}^{2}}-O{{I}^{2}}}=\sqrt{{{25}^{2}}-{{15}^{2}}}=20\,\left( cm \right) \)

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SOI có

\(SI.OH=SO.OI\Rightarrow SI=\dfrac{SO.OI}{OH}=\dfrac{20.15}{12}=25\,\left( cm \right)\)

Diện tích thiết diện là

\({{S}_{SAB}}=\dfrac{1}{2}SI.AB=25.20=500\,\left( c{{m}^{2}} \right)\)

 

 

Mục lục Chương 2: Mặt nón, mặt trụ, mặt cầu theo chương Chương 2: Mặt nón, mặt trụ, mặt cầu - Hình học 12