Giải bài 5 trang 50 – SGK môn Hình học lớp 12

Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. Gọi H là hình chiếu vuông góc của đỉnh A xuống mặt phẳng (BCD).
a) Chứng minh H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD. Tính độ dài đoạn AH.
b) Tính diện tích xung quanh của hình trụ và thể tích của khối trụ có đường tròn đáy ngoại tiếp tam giác BCD và chiều cao AH.
Lời giải:

a) Ta có AB= AC = AD nên HB = HC = HD

Vậy H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD.

DN là đường cao trong tam giác đều cạnh a nên \(DN=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\)

H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đều nên đồng thời là trọng tâm.

\(\Rightarrow DH=\dfrac{2}{3}DN=\dfrac{a\sqrt{3}}{3}\)

Trong tam giác vuông AHD có

\(AH=\sqrt{A{{D}^{2}}-D{{H}^{2}}}=\sqrt{{{a}^{2}}-\dfrac{{{a}^{2}}}{3}}=\dfrac{a\sqrt{6}}{3}\)

b) Diện tích xung quang hình trụ là

\({{S}_{xq}}=2\pi rl=2\pi .\dfrac{a\sqrt{3}}{3}.\dfrac{a\sqrt{6}}{3}=\dfrac{2\pi {{a}^{2}}\sqrt{2}}{3} \)

Thể tích khối trụ là

\(V=\pi {{r}^{2}}h=\pi .\dfrac{{{a}^{2}}}{3}.\dfrac{a\sqrt{6}}{3}=\dfrac{\pi {{a}^{3}}\sqrt{6}}{9}\)

Ghi nhớ: Cho hình trụ có đường sinh \(l\) và bán kính đáy r.

               Diện tích xung quanh của hình trụ là \(S=2\pi rl\).

               Thể tích khối trụ là \(V=\pi r^2h\).