Các công thức về hình chóp đều

Chuyên đề Toán 8: Các công thức về hình chóp đều tổng hợp lý thuyết kèm bài tập chuyên về hình chóp đều. Bên cạnh đó, chúng tôi có bổ sung thêm kiến thức về các hình chóp ít được nhắc đến trong sách giáo khoa. Hy vọng tài liệu này sẽ giúp ích cho các em học sinh ôn tập củng cố kiến thức chuẩn bị tốt cho bài giảng sắp tới.

A. Lý thuyết

1. Công thức diện tích của hình chóp đều

a) Diện tích xung quanh của hình chóp đều

Diện tích xung quanh của hình chóp đều bằng tích của nửa chu vi đáy với trung đoạn:

S_xq = p.d (p: nửa chu vi đáy, d: trung đoạn)

b) Diện tích toàn phần của hình chóp

Diện tích toàn phần của hình chóp bằng tổng của diện tích xung quanh và diện tích đáy:

S_tp = S_xq + S (S: diện tích đáy)

2. Công thức thể tích của hình chóp đều

Thể tích của hình chóp bằng một phần ba của diện tích đáy nhân với chiều cao:

V = 1/3S.h (S: diện tích đáy, h: chiều cao)

3. Ví dụ áp dụng

Ví dụ: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, cạnh đáy là 8cm, chiều cao 10cm.

+ Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình chóp.

+ Tính thể tích của hình chóp.

Hướng dẫn:

Ta có ABCD là hình vuông, khi đó nửa chu vi bằng:

+ BD = AC = √ (8² + 8²) = 8√ 2 cm ⇒ AO = BO = CO = DO = 4√ 2 cm

Do đó:

+ Diện tích xung quanh của hình chóp đều là S_xq = p.d = p.OB = 16.4√ 2 = 64√ 2 cm²

+ Diện tích toàn phần của hình chóp đều là

S_tp = S_xq + S_ABCD = 64√ 2 + 8² = 64 + 64√ 2 cm²

+ Thể tích của hình chóp đều là V = 1/3S.h = 1/3.S_ABCD.SO = 1/3.8².10 = 640/3cm³

B. Trắc nghiệm & Tự luận

I. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng 3cm, chiều cao của hình chóp là h = 2cm. Thể tích của hình chóp đã cho là?

A. 6cm³

B. 18 cm³

C. 12 cm³

D. 9 cm³

Áp dụng công thức thể tích của hình chóp ta có:

V = 1/3h.S_ABCD = 1/3.2.3² = 6 cm³

Chọn đáp án A.

Bài 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật ABCD có AB = 4cm,BC = 5cm. Biết thể tích của hình chóp S.ABCD bằng 36 cm³. Tính độ dài đường cao của hình chóp?

A. 6 cm B. 8 cm C. 5,4 cm D. 7,2 cm

Áp dụng công thức thể tích của hình chóp ta có:

V = 1/3.h.S_ABCD

Chọn đáp án C.

Bài 3: Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng 4cm, các mặt bên là tam giác cân có độ dài cạnh bên là 6cm. Diện tích xung quanh của hình chóp đã cho là?

A. 32 cm²

B. 32√ 2 cm²

C. 16√ 2 cm²

D. 16 cm²

Chu vi của đáy ABCD là 2(4 + 4) = 16 cm

Gọi d là độ dài trung đoạn của hình chóp

Ta có: d = √ (6² - 2²) = 4√ 2 cm

Áp dụng công thức diện tích xung quanh của hình chóp: S_xq = p.d

⇒ S_xq = 8.4√ 2 = 32√ 2 cm²

Chọn đáp án B.

Bài 4: Cho hình chóp tam giác đều có độ dài cạnh đáy là 4cm, chiều cao của hình chóp là 6cm. Tính thể tích của hình chóp là?

A. 8 cm³

B. 8√3 cm³

C. 9 cm³

D. 16√3 cm³

Chọn đáp án B

Bài 5: Cho hình chóp tam giác đều cạnh 5cm và độ dài trung đoạn là 6cm. Tính diện tích xung quanh của hình chóp?

A. 40cm²

B. 36cm²

C. 45cm²

D. 50cm²

Lời giải:

Chọn đáp án C

Bài 6: Một hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài cạnh bên là 13cm và đáy là hình vuông cạnh 10cm. Tính diện tích xung quanh của hình chóp?

A. 100cm²

B. 120cm²

C. 150cm²

D. 240cm²

Chọn đáp án D

II. Bài tập tự luận

Bài 1: Một hình chóp đều có độ dài cạnh bên là 25cm, đáy là hình vuông ABCD có cạnh bằng 30cm. Tính diện tích toàn phần của hình chóp.

Hướng dẫn:

Gọi M là trung điểm của BC thì SM là đường cao của mặt bên SBC (vì tam giác SBC cân tại S)

Áp dụng công thức: S_tp = S_xq + S_d

Ta có:(với p = 60cm)

Áp dụng định lí Py – ta – go vào tam giác SCM vuông tại M

SC² = CM² + SM² ⇒ 25² = 15² + SM² ⇔ SM² = 20² ⇔ SM = 20cm

Do đó: S_xq = 60.20 = 1200 cm² ⇒ S_tp = 1200 + 900 = 2100 cm²

Bài 2: Tính diện tích toàn phần của hình chóp tam giác đều có cạnh đáy bằng a và chiều cao bằng 2a.

Hướng dẫn:

Xét hình chóp S.ABC có AB = AC = BC = a và SH = 2a.

Gọi M là trung điểm của BC thì AM vừa là đường trung tuyến, vừa là đường cao, vừa là đường phân giác của tam giác đều ABC nên AM ⊥ BC và HM = 1/3AM.

Áp dụng định lý Py – ta – go vào tam giác vuông ABM vuông tại M ta được:

AB² = BM² + AM² ⇒ a² = ( a/2 )² + AM²

Do đó HM = (a√3) /6.

Áp dụng định lí Py – ta – go vào tam giác vuông SHM vuông tại H, ta có:

SM² = HM² + SH² ⇒ SM² = ( (a√3) /6 )² + ( 2a )²