Các dạng bài tập Hình trụ chọn lọc, có đáp án



Các dạng bài tập Hình trụ chọn lọc, có đáp án

Phần Hình trụ Toán lớp 12 với các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 50 bài tập trắc nghiệm chọn lọc, có đáp án. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Hình trụ hay nhất tương ứng.

Bài giảng: Tất tần tật về Mặt trụ - Cô Nguyễn Phương Anh (Giáo viên VietJack)

Tính chiều cao, bán kính, diện tích, thể tích hình trụ

A. Phương pháp giải & Ví dụ

Cho hình trụ có chiều cao là h và bán kính đáy bằng r, khi đó:

    + Diện tích xung quanh của hình trụ: Sxq = 2πrh

    + Diện tích toàn phần của hình trụ: Stp = Sxq + Sđ = 2πrh + 2πr2

    + Thể tích khối trụ: V = πr2 h

Ví dụ minh họa

Bài 1: Một hình trụ có bán kính đáy r = 5 cm, chiều cao h = 7cm. Tính Diện tích xung quanh, diện tích toàn phần và thể tích của hình trụ.

Hướng dẫn:

Diện tích xung quanh của hình trụ: Sxq = 2πrh = 2π.5.7 = 70π

Diện tích toàn phần của hình trụ: Stp = 2πrh + 2πr2 = 70π+2π.52 = 120π

Thể tích khối trụ: V= πr2 h = 2π.52.7 = 350π

Bài 2:

a) Một hình trụ (T) có diện tích toàn phần là 120π (cm2) và có bán kính đáy bằng 6 cm. Tính chiều cao của (T)

b) Một hình trụ (T) có thể tích bằng 81π (cm3) và đường sinh gấp ba lần bán kính đáy. Độ dài đường sinh của (T) là:

Hướng dẫn:

a) Ta có:

Stp = 2πrh + 2πr2 = 2π.6.h + 2π.62 = 120π

⇒ h = 4(cm)

Vậy chiều cao của hình trụ là 4 cm.

b) Gọi bán kính đáy của hình trụ là r

Do đường sinh của hình trụ bằng chiều cao nên chiều cao của hình trụ là 3r

Ta có: V = πr2 h = πr2.3r = 81π ⇒ r = 3

Vậy độ dài đường sinh là 3.3 = 9 cm.

Bài 3: Hình trụ (T) được sinh ra khi quay hình chữ nhật ABCD quanh cạnh AB. Biết AC = a√2 và ∠(ACB)=45^ordm;. Tính diện tích toàn phần Stp của hình trụ (T)

Hướng dẫn:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Khi quay hình chữ nhật ABCD quanh cạnh AB ta được hình trụ có bán kính đáy BC, đường cao AB

∆ABC vuông cân tại B có AC = a√2 ⇒ AB = BC = a.

Stp = 2πrh+2πr2 = 2π.a.a+2πa2 = 4πa2

Cách xác định thiết diện của hình trụ

A. Phương pháp giải & Ví dụ

- Nếu cắt mặt trụ tròn xoay (có bán kính là r) bởi một mặt phẳng (α) vuông góc với trục Δ thì ta được đường tròn có tâm trên Δ và có bán kính bằng r với r cũng chính là bán kính của mặt trụ đó.

- Nếu cắt mặt trụ tròn xoay (có bán kính là r) bởi một mặt phẳng (α) không vuông góc với trục Δ nhưng cắt tất cả các đường sinh, ta được giao tuyến là một đường elíp có trụ nhỏ bằng 2r và trục lớn bằng Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải, trong đó φ là góc giữa trục Δ và mặt phẳng (α) với 0 < φ < 90º.

- Cho mặt phẳng (α) song song với trục Δ của mặt trụ tròn xoay và cách Δ một khoảng k.

    + Nếu k < r thì mặt phẳng (α) cắt mặt trụ theo hai đường sinh thì thiết diện là hình chữ nhật.

    + Nếu k = r thì mặt phẳng (α) tiếp xúc với mặt trụ theo một đường sinh.

    + Nếu k > r thì mặt phẳng (α) không cắt mặt trụ.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Khối trụ có thiết diện qua trục là hình vuông cạnh 2a, tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần và thể tích của khối trụ

Hướng dẫn:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Thiết diện là hình vuông ABCD cạnh 2a

Đường cao của hình trụ là AB = 2a, bán kính đáy OB = a.

Diện tích xung quanh của khối trụ là: Sxq = 2πrh=2π.a.2a=4πa2

Diện tích toàn phần của khối trụ là Stp = 2πrh+2πr2=4πa2+2πa2=6πa2

Thể tích của khối trụ là: V=πr2 h=π.a2.2a=2πa3

Bài 2: Khối trụ có bán kính đáy R = a .Thiết diện song song với trục và cách trục khối trụ một khoảng bằng a/2 là hình chữ nhật có diện tích bằng a2 √3 .Tính thể tích khối trụ

Hướng dẫn:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

∆BOC cân tại O có OH là đường cao

⇒ H là trung điểm của BC

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

ABCD là hình chữ nhật nên:

SABCD = AB.BC=AB.a√3=a2 √3⇒ AB=a

Thể tích của khối trụ là:

V=πr2 h=π.a2.a= πa3

Bài 3: Cắt khối trụ bởi một mặt phẳng qua trục ta được thiết diện là hình chữ nhật ABCD có AB và CD thuộc hai đáy của khối trụ. Biết AD = 12 cm và góc ACD bằng 60º. Tính thể tích của khối trụ

Hướng dẫn:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Xét tam giác ADC vuông tại C có:

Các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia có lời giải

Thể tích của khối trụ là:

V=πr2 h=π.(2√3)2.12=144π

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ

1. Phương pháp giải

• Diện tích xung quanh của hình trụ là:
Sxq = 2πrh

• Diện tích toàn phần của hình trụ là:
Stp = Sxq + S2day = 2πrh + 2πr2

• Thể tích của khối trụ là: V = Sday.h = 2πr2h

Trong đó, r là bán kính đường tròn đáy của hình trụ.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Cho hình chữ nhật ABCD có AB = a và góc Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay = 300 . Quay hình chữ nhật này xung quanh cạnh AD. Diện tích xung quanh của hình trụ được tạo thành là:

A. √3πa2    B. 2√3πa2    C. Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay πa2    D. πa2

Hướng dẫn giải:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

+ Khi quay hình chữ nhật này xung quanh cạnh AD ta được hình trụ như hình vẽ.

Hình trụ tạo thành có:

+ Bán kính đường tròn đáy là r = AB = a

+ Đường cao của hình trụ là:
h = BC = CD.tan300 = Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Suy ra, diện tích xung quanh của hình trụ tạo thành là:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Chọn C.

Ví dụ 2 Một hình tứ diện đều ABCD cạnh a. Xét hình trụ có 1 đáy là đường tròn nội tiếp tam giác ABC và có chiều cao bằng chiều cao hình tứ diện. Diện tích xung quanh của hình trụ đó bằng:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Hướng dẫn giải:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

+ Gọi O là tâm của tam giác ABC và M là trung điểm BC. ( khi đó, O là trọng tâm, trực tâm, tâm đường tròn nội tiếp ( ngoại tiếp ) tam giác ABC – vì tam giác ABC đều)

+ Ta có: AM = AM.sinC = a.sin600 = Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

+ Chiều cao tứ diện
Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Bán kính đường tròn nội tiếp đáy ABC:
r = OM = Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Do đó, diện tích xung quanh của hình trụ tạo thành là:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Chọn C.

Ví dụ 3 Cho hình trụ có hai đáy là hình tròn (O) và (O’). Trên hai đường tròn lấy hai điểm A, B sao cho góc giữa AB và mặt phẳng chứa đường tròn đáy bằng 450 và khoảng cách đến trục OO’ bằng Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay . Biết bán kính đáy bằng a, tính thể tích của khối trụ theo a.

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Hướng dẫn giải:

Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Đặt OO’ = h. Gọi I, E, D lần lượt là trung điểm của BC, BA, OO’.

Ta có: d(AB,OO') = ED = IO' = Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Tam giác ABC vuông tại C có B = 450
⇒ tam giác ABC vuông cân

⇒ BC = AC = h

Ta có:
Cách tính diện tích hình trụ, thể tích khối trụ cực hay

Thể tích khối trụ là: V = πa2.a √2 = πa3√2

Chọn B.

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85




Các loạt bài lớp 12 khác