Xác định phương trình mặt cầu
Cho đường thẳng
:
và hai mặt phẳng
. Mặt cầu có tâm
nằm trên
và tiếp xúc với 2 mặt phẳng
, có phương trình:
Ta có:
Mặt cầu tiếp xúc với 2 mặt phẳng
Với
Với
Hãy cùng thử sức kiểm tra đánh giá các kiến thức tổng quan với bài kiểm tra phút Chương 2: Mặt trụ - Mặt nón - Mặt cầu Toán 12 các em nhé!
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Xác định phương trình mặt cầu
Cho đường thẳng
:
và hai mặt phẳng
. Mặt cầu có tâm
nằm trên
và tiếp xúc với 2 mặt phẳng
, có phương trình:
Ta có:
Mặt cầu tiếp xúc với 2 mặt phẳng
Với
Với
Diện tích toàn phần
Cạnh bên của một hình nón bằng 2a. Thiết diện qua trục của nó là một tam giác cân có góc ở đỉnh bằng
. Diện tích toàn phần của hình nón là:

Gọi S là đỉnh, O là tâm của đáy, thiết diện qua trục là SAB.
Theo giả thiết, ta có và
.
Trong tam giác SAO vuông tại O, ta có
Vậy diện tích toàn phần:
(đvdt).
Xác định đường kính của mặt cầu
Cho các điểm
và
. Mặt cầu đi qua hai điểm A, B và tâm thuộc trục Oy có đường kính là:
Gọi trên Oy vì
đường kính bằng
.
Xác định tổng các phần tử tập hợp T
Trong không gian với hệ tọa độ
, cho mặt cầu
và đường thẳng
. Gọi
là tập tất cả các giá trị của
để
cắt
tại hai điểm phân biệt
,
sao cho các tiếp diện của
tại
và
tạo với nhau góc lớn nhất. Tính tổng các phần tử của tập hợp
.

Mặt cầu có tâm
và bán kính
.
Góc giữa hai mặt phẳng lớn nhất bằng , do đó IAMB tạo thành hình vuông. Suy ra
.
.
Vậy tổng các phần tử của tập hợp bằng
.
Tính giá trị lớn nhất của khoảng cách d
Trong không gian với hệ tọa độ
cho mặt cầu
, mặt phẳng
và đường thẳng
. Điểm
thuộc đường tròn giao tuyến của
và
. Giá trị lớn nhất của
là
Mặt cầu có tâm .
Hạ vuông góc với
,
.
Bán kính đường tròn giao tuyến là: .
Đường thẳng vuông góc với
và cắt
tại
;
.
Khi đó .
Tìm điều kiện tham số m thỏa mãn yêu cầu
Với điều kiện nào của m thì mặt phẳng cong sau là mặt cầu? ![]()
![]()
Ta có:
là mặt cầu
Xác định tâm và bán kính mặt cầu
Mặt cầu
có tọa độ tâm và bán kính R là:
Phương trình mặt cầu có dạng
với
, có tâm
, bán kính
.
Mặt cầu có tọa độ tâm và bán kính R là:
Chọn đáp án đúng
Hai quả bóng hình cầu có kích thước khác nhau, được đặt ở hai góc của một căn nhà hình hộp chữ nhật sao cho mỗi quả bóng đều tiếp xúc với hai bức tường và nền của căn nhà đó. Biết rằng trên bề mặt của mỗi quả bóng đều tồn tại một điểm có khoảng cách đến hai bức tường và nền nhà nó tiếp xúc lần lượt bằng 1, 2, 3. Tính tổng các bình phương của hai bán kính của hai quả bóng đó.
Hình vẽ minh họa
Xét quả bóng tiếp xúc với hai bức tường, nền của căn nhà và chọn hệ trục tọa độ Oxyz như hình vẽ (tương tự với góc tường còn lại).
Gọi là tâm của mặt cầu có bán kính
.
Phương trình mặt cầu là:
Xét điểm nằm trên mặt cầu sao cho
Suy ra
Vì M thuộc mặt cầu (S) nên từ (1) ta có:
Tính diện tích
Cho một hình trụ có bán kính đáy bằng R và có chiều cao bằng
. Diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình lần lượt có giá trị là:
Diện tích xung quanh của hình trụ: (đvdt).
Diện tích toàn phần của hình trụ:
(đvdt).
Diện tích toàn phần
Hình nón có đường sinh
và hợp với đáy góc
. Diện tích toàn phần của hình nón bằng:

Theo giả thiết, ta có
và
.
Suy ra:
.
Vậy diện tích toàn phần của hình nón bằng: (đvdt).
Viết phương trình mặt cầu
Phương trình mặt cầu có tâm
, bán kính
là:
Mặt cầu có tâm , bán kính
có phương trình:
Tính giá trị của biểu thức
Trong không gian với hệ tọa độ
, cho mặt cầu
và các điểm
. Gọi
là mặt phẳng đi qua hai điểm A, B sao cho thiết diện của mặt phẳng (P) với mặt cầu (S) có diện tích nhỏ nhất. Khi viết phương trình (P) dưới dạng
. Tính ![]()
Mặt cầu (S) có tâm và bán kính
.
Vì nên điểm A nằm bên trong mặt cầu. Suy ra (P) luôn cắt mặt cầu. Gọi r là bán
kính đường tròn giao tuyến, ta có với d là khoảng cách từ I đến mặt phẳng (P).
Diện tích hình tròn thiết diện nhỏ nhất khi và chỉ khi bán kính r nhỏ nhất, hay d lớn nhất.
Gọi H là hình chiếu của I lên đường thẳng AB ta có d lớn nhất khi tức IH vuông góc với (P).
Phương trình đường thẳng
Gọi .
.
. Suy ra
.
Mặt phẳng (P) nhận làm vectơ pháp tuyến và đi qua điểm A nên có phương trình
.
Vậy .
Chọn đáp án đúng
Trong không gian với hệ toạ độ
, cho điểm
, Hai điểm
thay đổi sao cho
và
. Mặt phẳng
luôn tiếp xúc với một mặt cầu cố định đi qua
có bán kính là
Phương trình . Gọi
và
là tâm và bán kính mặt cầu cố định trong đề bài, phương trình mặt cầu là
.
Ta có khoảng cách từ đên
là
Vì
Nếu
Đẳng thức đúng với mọi nên
hay
, thay vào phương trình mặt cầu ta có R = 1.
Nếu
Đẳng thức đúng với mọi m ∈ (0; 1) nên hay
thay vào phương trình mặt cầu ta có
không thỏa mãn.
Vậy .
Tỉ số diện tích
Cho hình trụ có hai đáy là hai hình tròn (O) và (O’), chiều cao
và bán kính đáy R. Một hình nón có đỉnh là O’ và đáy là hình tròn (O;R). Tỉ số diện tích xung quanh của hình trụ và hình nón bằng:

Diện tích xung quanh của hình trụ:
(đvdt).
Kẻ đường sinh O’M của hình nón, suy ra
.
Diện tích xung quanh của hình nón: (đvdt).
Vậy .
Tỉ số diện tích xung quanh
Cho hình trụ có hai đáy là hai hình tròn (O) và (O'), bán kính bằng a. Một hình nón có đỉnh là O' và có đáy là hình tròn (O). Biết góc giữa đường sinh của hình nón với mặt đáy bằng
, tỉ số diện tích xung quanh của hình trụ và hình nón bằng

Gọi A là điểm thuộc đường tròn (O).
Góc giữa O'A và mặt phẳng đáy là góc . Theo giả thiết ta có
.
Xét tam giác vuông tại , ta có:
Diện tích xung quanh của hình trụ là:
Diện tích xung quanh của hình nón là:
.
Độ dài đường chéo
Bán kính đáy hình trụ bằng 4 cm, chiều cao bằng 6cm. Độ dài đường chéo của thiết diện qua trục bằng:
Thiết diện qua trục của một hình trụ là một hình chữ nhật có hai cạnh lần lượt bằng đường kính đáy và chiều cao của hình trụ.
Vậy hai cạnh của hình chữ nhật là 8 cm và 6 cm.
Do đó độ đài đường chéo:
Chọn đáp án đúng
Cho mặt cầu
và hai điểm
,
. Gọi
là một điểm bất kỳ thuộc mặt cầu
. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
?
Gọi là tâm và bán kính mặt cầu, ta có
.
Xét .

Đặt . Khi đó điểm C nằm trong mặt cầu, B ngoài mặt cầu và
.
.
Cách 2. (Tổng quát)
Tính nên
.
Đặt , ta có:
.
.
Dùng CASIO để tìm min, ta có
tại
Tính khoảng cách
Cho một hình trụ có bán kính đáy bằng R và có chiều cao bằng
. Hai điểm A, B lần lượt nằm trên hai đường tròn đáy sao cho góc giữa AB và trục của hình trụ bằng
. Khoảng cách giữa AB và trục của hình trụ bằng:

Từ hình vẽ kết hợp với giả thiết, ta có .
Gọi AA’ là đường sinh của hình trụ thì và
.
Vì nên
Gọi H là trung điểm A’B, suy ra
nên .
Tam giác ABA’ vuông tại A’ nên
Suy ra tam giác A’BO đều có cạnh bằng R nên
Tìm tâm mặt cầu
Mặt cầu
có tâm là:
Phương trình mặt cầu có dạng
với
, có tâm
, bán kính
.
Mặt cầu có tâm là
Tính chu vi đường tròn
Đường tròn giao tuyến của
khi cắt bởi mặt phẳng (Oxy) có chu vi bằng :
Mặt cầu tâm
, bán kính
.
Ta có : .
Gọi là bán kính đường tròn (C) giao tuyến của mặt cầu
và mặt phẳng (Oxy), ta suy ra :
.
Vậy chu vi (C) bằng: .
Thể tích của khối nón
Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng 2a, khoảng cách từ tâm O của đường tròn ngoại tiếp của đáy ABC đến một mặt bên là
. Thể tích của khối nón ngoại tiếp hình chóp SABC bằng:

Gọi E là trung điểm của BC, dựng tại H.
Chứng minh được nên suy ra
.
Trong tam giác đều ABC, ta có
và
Trong tam giác vuông SOE, ta có
.
Vậy thể tích khối nón (đvtt).
Viết phương trình mặt cầu
Trong không gian với hệ tọa độ
, cho điểm
. Mặt cầu
có tâm
và đi qua hai điểm
có phương trình là:
Ta có:
Vì đi qua hai điểm
nên
Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là: .
Tìm độ lớn bán kính mặt cầu
Cho hai điểm
cố định trong không gian có độ dài
. Biết rằng tập hợp các điểm
trong không gian sao cho
là một mặt cầu. Bán kính mặt cầu đó bằng bao nhiêu?
Ta có:
(*)
Gọi thỏa mãn
nên
Từ (*) suy ra .
Diện tích toàn phần
Trong không gian, cho hình chữ nhật ABCD có
và
. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AD và BC. Quay hình chữ nhật đó xung quanh trục MN , ta được một hình trụ. Diện tích toàn phần của hình trụ bằng:

Theo giả thiết ta được hình trụ có chiều cao , bán kính đáy
Do đó diện tích toàn phần:
Thể tích của khối trụ
Cho hình trụ có chiều cao bằng 8a . Biết hai điểm A và C lần lượt nằm trên hai đáy thỏa mãn
, khoảng cách giữa AC và trục của hình trụ bằng 4a. Thể tích của khối trụ đã cho là:

Gọi (O) và (O') lần lượt là hai đường tròn đáy; .
Dựng AD, CB lần lượt song song với OO' . Dễ dàng có ABCD là hình chữ nhật.
Do .
Gọi H là trung điểm của DC.
.
Ta có .
Suy ra .
Vậy thể tích của khối trụ là .
Diện tích của thiết diện
Cho hình nón tròn xoay có chiều cao bằng 2a, bán kính đáy bằng 3a. Một thiết diện đi qua đỉnh của hình nón có khoảng cách từ tâm của đáy đến mặt phẳng chứa thiết diện bằng
. Diện tích của thiết diện đó bằng?
Xét hình nón đỉnh S có chiều cao , bán kính đáy
.
Thiết diện đi qua đỉnh của hình nón là tam giác SAB cân tại S.

Gọi I là trung điểm của đoạn thẳng AB. Trong tam giác SOI, kẻ
Ta có:
Xét tam giác SOI vuông tại O, ta có
.
Xét tam giác AOI vuông tại I, có:
Vậy diện tích của thiết diện là:
.
Xác định số phương trình mặt cầu
Cho các phương trình sau:
![]()
![]()
Số phương trình là phương trình mặt cầu là:
Ta có:
là phương trình của một mặt cầu.
Có tất cả 3 phương trình mặt cầu
Độ dài đường sinh
Trong không gian, cho tam giác ABC vuông tại A, AB =a và
. Độ dài đường sinh
của hình nón nhận được khi quay tam giác ABC xung quanh trục AB bằng:

Từ giả thiết suy ra hình nón có đỉnh là B , tâm đường tròn đáy là A , bán kính đáy là và chiều cao hình nón là
.
Vậy độ dài đường sinh của hình nón là:
Tính đường cao
Cho hình nón đỉnh S có đáy là hình tròn tâm O, bán kính R. Dựng hai đường sinh SA và SB, biết AB chắn trên đường tròn đáy một cung có số đo bằng
, khoảng cách từ tâm O đến mặt phẳng (SAB) bằng
. Đường cao h của hình nón bằng:
Theo giả thiết ta có tam giác OAB đều cạnh R.
Gọi E là trung điểm AB, suy ra và
.
Gọi H là hình chiếu của O trên SE, suy ra .
Ta có
Từ đó suy ra nên
Trong tam giác vuông SOE, ta có
Tính thể tích khối trụ
Một tấm nhôm hình chữ nhật có hai kích thước là a và 2a (a là độ dài có sẵn). Người ta cuốn tấm nhôm đó thành một hình trụ. Nếu hình trụ được tạo thành có chu vi đáy bằng 2a thì thể tích của nó bằng:
Gọi bán kính đáy là R.
Hình trụ có chu vi đáy bằng 2a nên ta có .
Suy ra hình trụ này có đường cao .
Vậy thể tích khối trụ (đvtt).
Chọn đáp án chính xác
Trong không gian với hệ trục tọa độ
, mặt cầu
đi qua điểm
và cắt các tia
lần lượt tại các điểm
khác
thỏa mãn tam giác
có trọng tâm là điểm
. Tọa độ tâm của mặt cầu
là:
Gọi tọa độ các điểm trên ba tia lần lượt là
với
Vì G là trọng tâm tam giác nên
Gọi phương trình mặt cầu cần tìm là:
Vì qua các điểm
nên ta có hệ phương trình:
Vậy tọa độ tâm của mặt cầu là:
.
Tính độ dài dây cung
Cho hình trụ có hai đáy là hai hình tròn (O) và (O’), chiều cao 2R và bán kính đáy R. Một mặt phẳng
đi qua trung điểm của OO’ và tọa với OO’ một góc
. Hỏi
cắt đường tròn đáy theo một dây cung có độ dài bằng bao nhiêu?

Theo đề bài, ta có: ,
và
.
Trong tam giác vuông MIO, ta có .
Trong tam giác vuông AIO, ta có
Suy ra
Tính đường cao nón
Cho hình nón đỉnh S có đáy là hình tròn tâm O. Dựng hai đường sinh SA và SB, biết tam giác SAB vuông và có diện tích bằng
. Góc tạo bởi giữa trục SO và mặt phẳng (SAB) bằng
. Đường cao h của hình nón bằng:

Theo giả thiết ta có tam giác SAB vuông cân tại S.
Gọi E là trung điểm AB, suy ra và
.
Ta có
.
Gọi H là hình chiếu của O trên SE, suy ra .
Ta có
Từ đó suy ra nên
Trong tam giác vuông SOE, ta có
Thể tích khối trụ
Mặt phẳng đi qua trục hình trụ, cắt hình trụ theo thiết diện là hình vuông cạnh bằng a. Thể tích khối trụ bằng:
Do thiết diện đi qua trục hình trụ nên ta có h=a.
Bán kính đáy . Do đó thể tích khối trụ
(đvtt).
Tìm vị trí tương đối của hai mặt cầu
Hai mặt cầu
; ![]()
Ta có:
Tâm
; bán kính
Tâm
bán kính
và
cắt nhau.
Xác định phương trình mặt cầu
Cho
và mặt phẳng
. Mặt cầu tâm
và tiếp xúc với mặt phẳng
, có phương trình là:
Bán kính mặt cầu là : .
Phương trình mặt cầu là:
Tính tang của góc
Cho hình nón có đỉnh S, đường cao SO = h, đường sinh SA. Nội tiếp hình nón là một hình chóp đỉnh S, đáy là hình vuông ABCD cạnh a. Nửa góc ở đỉnh của hình nón có tan bằng:

Nửa góc ở đỉnh của hình nón là góc .
Hình vuông ABCD cạnh a nên suy ra:
Trong tam giác vuông SOA, ta có .
Tính bán kính đáy
Một tấm nhôm hình chữ nhật có hai kích thước là a và 2a (a là độ dài có sẵn). Người ta cuốn tấm nhôm đó thành một hình trụ. Nếu hình trụ được tạo thành có chiều dài đường sinh bằng 2a thì bán kính đáy bằng:
Gọi bán kính đáy là R.
Từ giả thiết suy ra và chu vi đáy bằng a .
Do đó .
Tính độ dài cạnh
Một hình trụ có bán kính đáy
, chiều cao hình trụ
. Một hình vuông có các đỉnh nằm trên hai đường tròn đáy sao cho có ít nhất một cạnh không song song và không vuông góc với trục hình trụ. Khi đó cạnh của hình vuông bằng bao nhiêu?

Xét hình vuông ABCD có AD không song song và không vuông góc với trục OO’ của hình trụ.
Dựng đường sinh AA', ta có .
Suy ra A’C là đường kính đáy nên
Xét tam giác vuông AA’C, ta có
Suy ra cạnh hình vuông bằng 100 cm.
Tính tỉ số thể tích
Từ một tấm tôn hình chữ nhật kích thước
, người ta làm các thùng đựng nước hình trụ có chiều cao bằng
, theo hai cách sau (xem hình minh họa sau đây):

● Cách 1: Gò tấm tôn ban đầu thành mặt xung quanh của thùng.
● Cách 2. Cắt tấm tôn ban đầu thành hai tấm tôn bằng nhau, rồi gò mỗi tấm đó thành mặt xung quanh của một thùng.
Kí hiệu
là thể tích của thùng gò được theo cách 1 và
là thể tích của thùng gò được theo cách 2. Khi đó tỉ số
bằng:
2 || Hai || hai
Từ một tấm tôn hình chữ nhật kích thước
, người ta làm các thùng đựng nước hình trụ có chiều cao bằng
, theo hai cách sau (xem hình minh họa sau đây):

● Cách 1: Gò tấm tôn ban đầu thành mặt xung quanh của thùng.
● Cách 2. Cắt tấm tôn ban đầu thành hai tấm tôn bằng nhau, rồi gò mỗi tấm đó thành mặt xung quanh của một thùng.
Kí hiệu
là thể tích của thùng gò được theo cách 1 và
là thể tích của thùng gò được theo cách 2. Khi đó tỉ số
bằng:
2 || Hai || hai
Công thức thể tích khối trụ .
● Ở cách 1, suy ra và
. Do đó
(đvtt).
● Ở cách 2, suy ra mỗi thùng có và
Do đó (đvtt).
Suy ra
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây: