Giải bài 9 trang 40 – SGK môn 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 \(a \sqrt{2}\).
a) Tính diện tích xung quanh, diện tích đáy và thể tích của khối nón tương ứng.
b) Cho dây cung BC của đường tròn đáy hình nón sao cho mặt phẳng (SBC) tạo với mặt phẳng chứa đáy hình nón góc \(60^o\).Tính diện tích tam giác SBC.
Lời giải:

a) Giả sử (SAB) là mặt phẳng đi qua trục SO của hình nón.

Suy ra tam giác SAB vuông cân.

Ta có: \(r=h=SO=AO=\dfrac{AB}{2}=\dfrac{a\sqrt{2}}{2}\)

\(l=SA=\sqrt{S{{O}^{2}}+A{{O}^{2}}}=a\)

Diện tích xung quanh của hình nón là

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

Diện tích đáy của hình nón là

\({{S}_{đ}}=\pi {{r}^{2}}=\pi .\dfrac{{{a}^{2}}}{2}=\dfrac{\pi {{a}^{2}}}{2}\)

Thể tích khối nón là

\(V=\dfrac{1}{3}\pi {{r}^{2}}h=\dfrac{1}{3}.\pi .\dfrac{{{a}^{2}}}{2}.\dfrac{a\sqrt{2}}{2}=\dfrac{\pi {{a}^{3}}\sqrt{2}}{12}\)

b) Kẻ \(OI\bot BC\Rightarrow SI\bot BC\)

Ta có \(\widehat{SHO}={{60}^{o}}\) là góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và mặt phẳng đáy.

\(SH=\dfrac{SO}{\sin {{60}^{o}}}=\dfrac{a\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\)

\(\Rightarrow BH=\sqrt{S{{B}^{2}}-S{{H}^{2}}}=\sqrt{{{a}^{2}}-\dfrac{2{{a}^{2}}}{3}}=\dfrac{a}{\sqrt{3}} \\ \Rightarrow BC=\dfrac{2a}{\sqrt{3}} \)

Diện tích tam giác SBC là

\({{S}_{SBC}}=\dfrac{1}{2}SH.BC=\dfrac{1}{2}.\dfrac{a\sqrt{2}}{\sqrt{3}}.\dfrac{2a}{\sqrt{3}}=\dfrac{{{a}^{2}}\sqrt{2}}{3}\)

Ghi nhớ: 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 \(V=\dfrac{1}{3}\pi r^2h\).