Bài giảng mặt nón, hình nón và khối nón Toán 12

Tài liệu gồm 30 trang, trình bày lí thuyết trọng tâm và hướng dẫn giải các dạng bài tập chuyên đề mặt nón, hình nón và khối nón, giúp học sinh lớp 12 tham khảo khi học chương trình Hình học 12 chương 2: Mặt nón – mặt trụ – mặt cầu.Mời các bạn đón xem.

TOANMATH.com
Trang 1
CHUYÊN ĐỀ 6: MẶT NÓN, MẶT TRỤ, MẶT CẦU
BÀI 1: MẶT NÓN
Mục tiêu
Kiến thức
+ Nắm được định nghĩa mặt nón tròn xoay, hình nón tròn xoay và khối nón tròn xoay.
+ Nắm được các công thức tính diện tích xung quanh của hình n, diện tích đáy của hình nón,
diện tích toàn phần của hình nón, thể tích của khối nón.
Kĩ năng
+ Nhận biết được một khối tròn xoay là khối nón.
+ Tính được các yếu tố liên quan đến khối nón như độ dài đường sinh, chiều cao, góc đỉnh,
diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, thiết diện, thể tích của khối nón
+ Giải được các bài toán nâng cao liên quan đến khối nón như bài toán cực trị, bài toán thực tế…
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
MẶT NÓN TRÒN XOAY
Trong mặt phẳng
P
. Cho hai đường thẳng Δ
cắt
nhau tại O và tạo thành góc
với
0 90
. Khi quay
mặt phẳng
P
xung quanh Δ thì đường thẳng
sinh ra
một mặt tròn xoay đỉnh O gọi mặt nón tròn xoay (hay
đơn giản là mặt nón). Khi đó:
Đường thẳng Δ gọi là trục của mặt nón.
Đường thẳng
được gọi là đường sinh của mặt nón.
Góc
2
gọi là góc ở đỉnh của mặt nón.
Nhận xét: Nếu M một điểm tùy ý của mặt nón
N
khác với điểm O thì đường thẳng OM đường sinh của
mặt nón đó.
HÌNH NÓN TRÒN XOAY
Cho
OIM
vuông tại I quay quanh cạnh góc vuông OI
thì đường gấp khúc OMI tạo thành một hình, gọi nh
nón tròn xoay (gọi tắt là hình nón).
Khi đó:
Đường thẳng OI gọi trục, O đỉnh, OI gọi đường
cao và OM gọi là đường sinh của hình nón.
Hình tròn tâm I, bán kính
r IM
là đáy của hình nón.
TOANMATH.com
Trang 2
KHỐI NÓN TRÒN XOAY
Phần không gian được giới hạn bởi một hình nón tròn
xoay kể cả hình đó ta gọi khối nón tròn xoay hay ngắn
gọn là khối nón.
Các khái niệm tương tự như hình nón.
Xét khối nón hình biểu diễn hình bên thì ta nhận
xét:
- Nếu mp
P
chứa OI thì thiết diện của mp
P
khối
nón là một hình tam giác cân tại O.
- Nếu mp
P
vuông góc với OI (không chứa O) tthiết
diện của mp
P
khối nón (nếu có) một hình tròn.
Hình tròn thiết diện này diện tích lớn nhất khi mp
P
đi qua I.
CÔNG THỨC CẦN NHỚ
Hình nón chiều cao h, bán kính đáy r độ dài
đường sinh là
thì có:
- Diện tích xung quanh:
xq
S r
.
- Diện tích đáy (hình tròn):
2
ht
S r
.
- Diện tích toàn phần:
2
tp
S r r
.
- Thể tích khối nón:
2
1 1
.
3 3
ht
V S h r h
.
Chú ý: Nếu cắt mặt nón
N
bởi hai mặt
phẳng song song
P
Q
với
P
qua
O và vuông góc với
thì phần mặt nón
N
giới hạn bởi hai mặt phẳng
P
Q
hình tròn giao tuyến của
Q
mặt nón
N
là hình nón.
Chú ý: Vẽ nh biểu diễn hình nón hay khối
nón ta thường vẽ như hình bên.
TOANMATH.com
Trang 3
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA
MẶT NÓN
Trong mặt phẳng
P
. Cho hai đường thẳng Δ
cắt nhau tại O tạo thành góc
. Khi quay
mặt phẳng
P
xung quanh Δ thì đường thẳng
sinh ra một mặt tròn xoay đỉnh O gọi mặt nón
tròn xoay.
MẶT NÓN TRÒN XOAY
Cho
OMI
vuông tại I quay quanh cạnh góc
vuông OI thì đường gấp khúc OMI tạo thành
một hình, gọi là hình nón tròn xoay.
HÌNH NÓN TRÒN XOAY
Phần không gian được giới hạn bởi một hình
nón tròn xoay kể cả hình đó ta gọi khối
nón tròn xoay hay ngắn gọn là khối nón.
KHỐI NÓN TRÒN XOAY
CÁC CÔNG THỨC
Diện tích xung quanh
xq
S r
Diện tích đáy
2
ht
S r
Diện tích toàn phần
2
tp
S r r
Thể tích
2
1 1
.
3 3
ht
V S h r h
TOANMATH.com
Trang 4
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết về mặt nón, hình nón, khối nón
Phương pháp giải
Cần nắm vững thuyết trọng tâm về mặt nón, hình
nón, khối nón ở trên.
Ví dụ: Thể tích của khối nón có chiều cao h bán
kính r
A.
2
1
3
r h
. B.
2
r h
. C.
2
4
3
r h
. D.
2
2
r h
.
Hướng dẫn giải
Vì thể tích khối nón
2
1 1
.
3 3
n ht
V S h r h
(
ht
S
: diện tích hình tròn đáy).
Chọn A.
Ví dụ mẫu
dụ 1: Cho đường thẳng l cắt và không vuông góc với Δ quay quanh Δ
thì ta được
A. khối nón tròn xoay. B. mặt trụ tròn xoay.
C. mặt nón tròn xoay. D. hình nón tròn xoay.
Hướng dẫn giải
Cho đường thẳng l cắt không vuông góc với Δ quay quanh Δ thì ta
được mặt nón tròn xoay.
Chọn C.
d2: Gọi l, h, R lần lượt độ dài đường sinh, chiều cao và bán kính
đáy của một hình nón. Đẳng thức nào sau đây luôn đúng?
A.
2
l hR
. B.
2 2 2
1 1 1
l h R
. C.
2 2 2
l h R
. D.
2 2 2
R h l
.
Hướng dẫn giải
Theo định nghĩa hình nón, ta có tam giác OIM vuông tại I.
Do đó
2 2 2
OM OI IM
, suy ra
2 2 2
l h R
.
Chọn C.
Nếu không nắm kĩ lí thuyết thì
dễ nhầm với đáp án A hoặc
đáp án D.
Lưu ý: Tam giác OIM vuông
tại I nên ta s dụng định lý
Pitago suy ra đáp án.
Bài tập tự luyện dạng 1
TOANMATH.com
Trang 5
Câu 1: Cho hình nón
N
chiều cao h, độ dài đường sinh
, bán kính đáy r. hiệu
xq
S
diện ch
xung quanh của khối nón
N
. Công thức nào sau đây là đúng?
A.
xq
S rh
. B. 2
xq
S r
. C.
2
2
xq
S r h
. D.
xq
S r
.
Câu 2: Cho tứ diện đều ABCD. Khi quay tứ diện đó quanh trục AB bao nhiêu hình nón khác nhau
được tạo thành?
A. Một. B. Hai.
C. Không có hình nón nào. D. Ba.
Câu 3: Cho hình nón diện ch xung quanh là
xq
S
bán kính r. Công thức nào sau đây dùng để tính
đường sinh
của hình nón đã cho.
A.
xq
S
r
. B.
2
xq
S
r
. C. 2
xq
S r
. D.
2
xq
S
r
.
Câu 4: Cho hình nón bán kính đường tròn đáy bằng R, chiều cao bằng h, độ dài đường sinh bằng
.
Khẳng định nào sau đây đúng?
A.
2 2
R h
. B.
2 2
R h
. C.
2 2
h R
. D.
2 2
R h
.
Dạng 2: nh diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, độ dài đường sinh, chiều cao, bán kính
đáy, thiết diện của hình nón
Phương pháp giải
Nắm vững các công thức về diện tích xung quanh,
diện tích toàn phần, diện tích đáy. Biết sử dụng các
kết quả của phần kiến thức quan hệ song song,
quan hệ vuông góc, các hệ thức lượng trong tam
giác… để áp dụng vào tính toán.
dụ: Tính diện tích xung quanh của khối nón
thiết diện qua trục tam giác vuông cân diện tích
bằng 2?
A.
2 2
S
. B.
4
S
.
C.
2
S
. D.
4 2
S
.
Hướng dẫn giải
Tam giác OAB vuông
cân diện tích bằng 2
2
1
2
2
OA
2
OA OB
2 2
2 2 2 2
AB
2
2
AB
h R
Suy ra
. 2.2 2 2
xq
S
.
Chọn A.
TOANMATH.com
Trang 6
Ví dụ mẫu
dụ 1: Cắt một hình nón bởi một mặt phẳng qua trục ta được thiết diện
là tam giác đều cạnh 2a. Tính diện tích toàn phần của hình nón đó.
A.
2
6
a
. B.
2
24
a
. C.
2
3
a
. D.
2
12
a
.
Hướng dẫn giải
Ta có
2 3
3, 2 ,
2
a
h a a r a
.
Diện tích toàn phần của hình nón là
2 2 2
. .2 . 3
tp
S r r a a a a
.
Chọn C.
Ví dụ 2: Cho hình nón có đường sinh bằng đường kính đáy, diện tích đáy
của hình nón bằng
9
. Độ dài đường cao của hình nón bằng
A.
3 3
. B.
3
. C.
9 3
2
. D.
3
3
.
Hướng dẫn giải
Gọi
, ,
r h
lần lượt bán kính đường tròn đáy,
đường sinh, chiều cao của hình nón đã cho.
Theo giả thiết ta có
2
9
2
r
r
nên
3
6
r
.
Lại có
2 2
h r
do đó
36 9 3 3
h .
Chọn A.
dụ 3: Thiết diện qua trục của một hình nón tam giác vuông cạnh
góc vuông bằng 1. Mặt phẳng
qua đỉnh S của hình nón đó cắt đường
tròn đáy tại M, N. Tính diện tích tam giác SMN, biết góc giữa
và đáy
hình nón bằng
60
.
A.
1
3
. B.
1
2
. C.
2
3
. D.
3
2
.
Hướng dẫn giải
Gọi O tâm đường tròn đáy, H là trung điểm
của MN.
Ta MN giao tuyến của đường tròn đáy
mặt phẳng
, lại
,
OH MN SH MN
.
Do đó góc giữa
đáy hình nón
60
SHO
.
Lưu ý: Diện tích tam giác
đều cạnh x là:
2
3
4
x
S
độ dài chiều cao là:
3
2
x
h
.
Ở bài toán này
2
x a
.
Lưu ý: Tam giác SMN tam
giác cân tại S và
1
SM SN
.
TOANMATH.com
Trang 7
thiết diện qua trục của một nh nón tam giác vuông cạnh c
vuông bằng 1
2
2
SO .
Xét
SOH
vuông tại O
6
sin 60
sin 60 3
SO SO
SH
SH
.
Khi đó
2
2 2 2
6 2 3
2 2 1
3 3
MN SN SH
.
Vậy diện tích tam giác SMN
1 1 6 2 3 2
. . .
2 2 3 3 3
SMN
S SH MN
.
Chọn C.
dụ 4: Cho hình nón đỉnh S, đường cao SO, A B hai điểm thuộc
đường tròn đáy sao cho khoảng cách từ O đến mặt phẳng
SAB
bằng
3
3
a
30
SAO
,
60
SAB
. Độ dài đường sinh của hình nón theo a
bằng
A.
2
a
. B.
3
a
. C.
2 3
a
. D.
5
a
.
Hướng dẫn giải
Gọi I là trung điểm của AB, dựng
OH SI
.
Ta có
3
3
a
OH
.
Do
60
SAB
nên tam giác SAB đều.
Suy ra
SA SB AB
.
Mặt khác
1
30 .sin 30
2
SAO SO SA SA
. 3
.cos30
2
SA
OA SA .
Xét tam giác SOI ta có
2
2 2 2 2 2 2
2
2
1 1 1 1 1 1 1
1
3 1
2
2 2
OH OS OI OS OA AI
SA
SA
SA
2 2
1 6 3
6 . 6 2
3
a
SA OH a
OH SA
.
Chọn A.
Ví dụ 5: Cho hình nón đỉnh S, đáy là đường tròn tâm O bán kính bằng 2a
Lưu ý:
Ta có:
OH SI
(1)
AB OI
AB SOI
AB SI
AB OH
(2)
Từ (1) và (2) suy ra:
OH SAB
, do đó
;
d O SAB OH
.
Có thể đặt
SA x
.
TOANMATH.com
Trang 8
và độ dài đường sinh bằng
5
a
. Mặt phẳng
P
qua đỉnh S cắt hình nón
theo thiết diện một tam giác có chu vi bằng
2 1 5
a
. Khoảng cách
d từ O đến mặt phẳng
P
A.
3
3
a
d . B.
2
a
d
. C.
3
7
a
d . D.
3
2
a
d .
Hướng dẫn giải
Giả sử thiết diện là tam giác SAB, khi đó ta có
2 1 5
SA SB AB a
5 5 2 1 5
a a AB a
2
AB a
.
Gọi E trung điểm AB, ta
AB SE
, mặt
khác
AB SO
nên
AB SOE
.
Kẻ
OH SE
tại H, (
H SE
).
Ta thấy
OH AB
OH SOE OH SAB
.
Vậy khoảng cách từ S đến
P
OH (hay
;
d O P OH
).
2 2 2 2
1
, 2 , 4 3
2
EB AB a OB R a OE OB EB a a a
.
2 2 2 2
5 4
SO SB OB a a a
,
2 2 2 2
. . 3 3
2
3
OS OE a a a
OH
OS OE a a
.
Vậy
3
2
a
d . Chọn D.
dụ 6: Cho nh nón tròn xoay nằm
giữa hai mặt phẳng song song
P
Q
như nh vẽ. Kẻ đường cao SO của
hình nón gọi I trung điểm của SO.
Lấy
, ,
M P N Q MN a
đi
qua I cắt mặt nón tại E F đồng thời
tạo với SO một góc
. Biết góc giữa đường cao đường sinh của hình
nón bằng
45
. Độ dài đoạn EF
A.
2
EF a
. B.
tan 2
2
a
EF
.
Do:
2 2 2
1 1 1
OH OE OS
2 2
.OS OE
OH
OS OE
TOANMATH.com
Trang 9
C.
tan 2
EF a
. D.
2 tan 2
EF a
.
Hướng dẫn giải
Xét tam giác NIO
.cos cos , .sin sin
2 2
a a
OI NI NO NI
Xét tam giác SEF vuông tại S
45 90 135SEF ESM SME
.
1 tan
.tan .tan 135 .
tan 1
SF SE SEF SE SE
.
SI là độ dài đường phân giác trong góc
FSE
nên
tan 135
.
2. cos 2
2 1 tan 135
SE
SE SF a
SI
SE SF
1 tan
1 cos
tan 1
sin
1 tan
2 1 tan
2 2
tan 1
a
a
SE
Do đó
sin
tan 2
cos 135 1 tan cos sin 2
cos
SE SE a a
EF
SEF
.
Chọn B.
Ví dụ 7: Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, góc giữa mặt bên
mặt đáy bằng
60
. Tính diện tích xung quanh
xq
S
của hình nón đỉnh
S, có đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
A.
2
3
3
xq
a
S
. B.
2
10
8
xq
a
S
.
C.
2
7
4
xq
a
S
. D.
2
7
6
xq
a
S
.
Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm của tam giác ABC, khi đó
SO ABC
.
Hình nón đỉnh S,đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC có đường
sinh là SA, bán kính đường tròn đáy là OA.
Gọi H là trung điểm của BC thì
Lưu ý:
SFI SEI SFE
S S S
(*)
1
. .sin 45
2
SFI
S SF SI
1
. .sin 45
2
SEI
S SE SI
1
. .sin90
2
SFE
S SF SE
Thay vào (*) ta được
.
2
SE SF
SI
SE SF
.
TOANMATH.com
Trang 10
; 60
SBC ABC SHO
.
Tam giác ABC đều và O tâm của tam
giác đều nên
1 1 3 3
.
3 3 2 6
a a
OH AH
;
2 3
3 3
a
OA AH
.
Tam giác SOH vuông tại O
60
SHO
nên
3
.tan 60 . 3
6 2
a a
SO OH
.
Tam giác SOA vuông tại O nên
2 2
2 2
3 21
4 9 6
a a a
SA SO OA .
Diện tích xung quanh hình nón là
2
3 21 7
. . . .
3 6 6
xq
a a a
S r OA SA
.
Chọn D.
Bài tập tự luyện dạng 2
Câu 1: Cho hình lập phương
.
ABCD A B C D
cạnh a. Một khối nón đỉnh tâm của hình vuông
ABCD đáy là hình tròn nội tiếp hình vuông
A B C D
. Kết quả tính diện tích toàn phần
tp
S
của khối
nón đó có dạng bằng
2
4
a
b c
với bc là hai số nguyên dương và
1
b
. Giá trị của bc
A.
5
bc
. B.
8
bc
. C.
15
bc
. D.
7
bc
.
Câu 2: Một tứ diện đều cạnh a một đỉnh trùng với đỉnh hình nón, ba đỉnh còn lại nằm trên đường tròn
đáy của hình nón. Khi đó diện tích xung quanh của hình nón bằng
A.
2
3
2
a
. B.
2
2 3
3
a
. C.
2
3
3
a
. D.
2
3
a
.
Câu 3: Cho hình nón có diện tích xung quanh bằng
2
5
a
bán kính đáy bằng a. Độ dài đường sinh của
hình nón đã cho là
A.
5
a
. B.
3 2
a
. C.
3
a
. D.
5
a
.
Câu 4: Cho hình nón thiết diện qua trục tam giác vuông cạnh huyền bằng
2
a
. Diện tích xung
quanh
xq
S
của hình nón đó là
A.
2
3
3
xq
a
S
. B.
2
2
2
xq
a
S
. C.
2
2
6
xq
a
S
. D.
2
2
3
xq
a
S
.
Câu 5: Cho một miếng tôn hình tròn bán kính 50 cm. Biết hình nón thể tích lớn nhất khi diện tích
toàn phần của hình nón bằng diện tích miếng tôn ở trên. Khi đó hình nón có bán kính đáy bằng
TOANMATH.com
Trang 11
A.
10 2
cm. B.
50 2
cm. C. 20 cm. D. 25 cm.
Câu 6: Cho hình nón đỉnh S chiều cao bằng bán kính đáy bằng 2a. Mặt phẳng
P
đi qua S cắt
đường tròn đáy tại A B sao cho
2 3
AB a
. Khoảng cách từ tâm của đường tròn đáy đến
P
bằng
A.
5
a
. B. a. C.
2
2
a
. D.
2
5
a
.
Câu 7: Người ta đặt được vào trong một hình nón hai khối cầu có bán kính lần lượt là a và 2a sao cho các
khối cầu đều tiếp xúc với mặt xung quanh của nh nón, hai khối cầu tiếp xúc với nhau khối cầu lớn
tiếp xúc với đáy của hình nón. Bán kính đáy của hình nón đã cho là
A.
5
a
. B. 3a. C.
2 2
a
. D.
8
3
a
.
Câu 8: Một cái phễu dạng hình nón chiều cao của phễu là 30 cm. Người ta đổ một lượng nước vào
phễu sao cho chiều cao của cột nước trong phễu bằng 15 cm (hình H1). Nếu bịt kín miệng phễu rồi lật
ngược phễu lên (hình H2) thì chiều cao của cột nước trong phễu gần với giá trị nào sau đây?
A. 1,553 cm. B. 1,306 cm. C. 1,233 cm. D. 15 cm.
Dạng 3: Tính thể tích khối nón, bài toán cực trị
Phương pháp giải
Nhìn vào công thức tính thể tích khối nón
2
1 1
.
3 3
n ht
V S h r h
ta thấy cần xác định chiều cao và diện tích đáy (bán
kính đáy) của khối nón. Đối với bài toán cực trị ta
thường nh toán đưa đại lượng cần tìm cực trị phụ
thuộc vào một biến sau đó ng đánh giá (sử dụng
dụ: Cho hình nón góc đỉnh bằng
60
, diện
tích xung quanh bằng
2
6
a
. Thể tích V của khối
nón đã cho là
A.
3
3 2
4
a
V
. B.
3
2
4
a
V
.
C.
3
3
V a
. D.
3
V a
.
Hướng dẫn giải
Thể tích
2 2
1 1
. .
3 3
V R h OA SO
.
TOANMATH.com
Trang 12
bất đẳng thức, khảo sát hàm số…) để tìm ra kết
quả.
Ta có
60 30
ASB ASO
1
tan30 3
3
OA
SO OA
SO
.
Lại có
2 2 2
. . . 6
xq
S R OA SA OA OA SO a
2 2 2 2 2
3 6 2 6
OA OA OA a OA a
2 3
1
3 3 .3 .3 3
3
OA a SO a V a a a
.
Chọn C.
Ví dụ mẫu
dụ 1: Cho tam giác ABC
2
45 , 30 ,
2
ABC ACB AB . Quay
tam giác ABC xung quanh cạnh BC ta được khối tròn xoay thể ch V
bằng
A.
3 1 3
2
V
B.
1 3
24
V
C.
1 3
8
V
D.
1 3
3
V
Hướng dẫn giải
Ta có
sin 30 sin 45 sin105
AB AC BC
1
5 1 3
2 sin
12 2
AC
BC
.
Gọi H là chân đường cao kẻ từ đỉnh A.
Ta có
1
. . .sin105
2
AH BC AB AC AH
.
Suy ra thể tích khối tròn xoay cần tìm là
2 2 2
1 1 1
. . .
3 3 3
V AH BH AH CH AH BC
1 3
24
.
Chọn B.
d2: Cho tứ diện đều ABCD cạnh bằng a. Hình nón
N
đỉnh
A đường tròn đáy đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD. Thtích V
của khối nón
N
Lưu ý: V chính tổng thể
tích của hai khối nón: Khối
nón chiều cao BH đường
sinh AB khối nón có chiều
cao CH và đường sinh AC.
TOANMATH.com
Trang 13
A.
3
3
27
a
V
B.
3
6
27
a
V C.
3
6
9
a
V
D.
3
6
27
a
V
Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm của tam giác đều BCD.
Ta có
,
AO h OC r
2 3 3
.
3 2 3
a a
r
.
Suy ra
2
2 2 2
3 2
3
3
a a
h a r a
.
Vậy thể tích khối nón là
2 3
2
1 1 2 6
.
3 3 3 27
3
a a a
V r h
.
Chọn D.
Ví dụ 3: Cho hình nón
N
góc ở đỉnh bằng
60
. Mặt phẳng qua trục
của
N
cắt
N
theo một thiết diện là tam giác bán kính đường tròn
ngoại tiếp bằng 2. Thể tích khối nón
N
A.
3 3
V
. B.
4 3
V
. C.
3
V
. D.
6
V
.
Hướng dẫn giải
Tam giác SAB đều
SA SB
60
ASB
. Tâm đường tròn ngoại tiếp của
SAB
trọng tâm tam giác. Bán kính
đường tròn ngoại tiếp tam giác SAB
2
2 3
3
r SO SO
.
3
.sin 60 2 3
sin 60
3
2
SO
SO SA SA
.
Vậy bán kính đường tròn của khối nón là
2 3
3
2 2
AB
R
.
Vậy thể tích khối nón là
2
1
3 .3 3
3
V
.
Chọn C.
dụ 4: Cho hình tứ diện ABCD
AD ABC
, ABC tam giác
vuông tại B. Biết
, 3, 3
BC a AB a AD a
. Quay các tam giác ABC
TOANMATH.com
Trang 14
ABD (bao gồm cả điểm bên trong hai tam giác) xung quanh đường
thẳng AB ta được hai khối tròn xoay. Thể ch phần chung của hai khối
tròn xoay đó bằng:
A.
3
3 3
16
a
. B.
3
8 3
3
a
. C.
3
5 3
16
a
. D.
3
4 3
16
a
Hướng dẫn giải
Khi quay tam giác ABD quanh AB ta được khối nón đỉnh B đường cao
BA, đáy đường tròn bán nh
3
AE
cm. Gọi
,
I AC BE IH AB
,
tại H.
Phần chung của 2 khối nón khi quay tam giác ABC tam giác ABD
quanh AB 2 khối nón đỉnh A đỉnh B đáy là đường tròn bán kính
IH.
Ta có
IBC
đồng dạng với
1
3
3
IC BC
IEA IA IC
IA AE
.
Mặt khác
3 3 3
4 4 4
AH IH AI a
IH // BC IH BC
AB BC AC
.
Gọi
1 2
;
V V
lần lượt thể tích của khối nón đỉnh A B đáy hình
tròn tâm H.
2 2
1 2
1 1
. ; .
3 3
V IH AH V IH BH
2 3
2
1 2
9 3 3
. . . 3
3 3 16 16
a a
V V V V IH AB V a V
.
Chọn A.
dụ 5: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC. Hình nón đỉnh S
đường tròn đáy đường tròn nội tiếp tam giác ABC gọi là nh nón nội
tiếp hình chóp S.ABC, hình nón có đỉnh S đường tròn đáy đường
tròn ngoại tiếp tam giác ABC gọi là hình nón ngoại tiếp hình chóp S.ABC.
Tỉ số thể tích của hình nón nội tiếp hình nón ngoại tiếp hình chóp đã
cho bằng
TOANMATH.com
Trang 15
A.
1
2
. B.
1
3
. C.
2
3
. D.
1
4
.
Hướng dẫn giải
Hai hình nón cùng chiều cao nên tsố thể
tích bằng tỉ số diện tích mặt đáy. Vì tam giác
ABC đều nên bán kính đường tròn ngoại tiếp
bằng
2
3
đường cao của tam giác, bán nh
đường tròn nội tiếp bằng
1
3
đường cao của
tam giác.
Suy ra
1 1
2 2
1 1
2 4
V S
r
R V S
.
Chọn D.
Ví dụ 6: Cho một đồng hồ cát gồm 2 hình nón chung đỉnh ghép lại, trong
đó đường sinh bất kỳ của hình nón tạo với đáy một góc
60
như hình bên
dưới. Biết rằng chiều cao của đồng hồ là 30cm tổng thể ch của đồng
hồ
3
1000
cm
. Hỏi nếu cho đầy lượng cát vào phần trên tkhi chảy
hết xuống dưới, khi đó tỉ lệ thể tích lượng cát chiếm chỗ thể tích phần
dưới là bao nhiêu?
A.
1
3 3
. B.
1
8
. C.
1
27
. D.
1
64
.
Hướng dẫn giải
Gọi bán kính của hình nón lớn và nón nhỏ lần lượt là
,
x y x y
.
Suy ra chiều cao của hình nón lớn và nón nhỏ lần lượt là
3, 3
x y
.
Theo giả thiết, ta có
2 2
3 3 30
1 1
. 3 . 3 1000
3 3
x y
x x y y
TOANMATH.com
Trang 16
3 3
10 3
20 3 10 3
,
3 3
1000 3
x y
x y
x y
.
Do hai hình nón đồng dạng nên tỉ số cần tính bằng
3
1
8
y
x
.
Chọn B.
dụ 7: Trong tất ccác hình nón độ dài đường sinh bằng
. Hình
nón có thể tích lớn nhất bằng
A.
3
3
9
. B.
3
2 3
9
. C.
3
3
27
. D.
3
2 3
27
.
Hướng dẫn giải
Gọi
0h h
chiều cao nh nón, suy ra
bán kính
2 2
r h
.
Suy ra thể tích khối nón là
2 2 3
1 1 1
3 3 3
V r h h h f h
.
Xét hàm
2 3
f h h h
trên
0;
.
2 2
3
3 0
3
h
f h h
h khong thoa man
Lập bảng biến thiên ta được
Ta thấy
3
2
max
3 3 3
f h f
.
Vậy
3
max
2 3
27
V
. Dấu “=” xảy ra
3
h
.
Chọn D.
dụ 8: Trong các nh nón cùng diện tích toàn phần bằng S. Hình
nón thể tích lớn nhất khi (
,
r
lần lượt bán kính đáy đường sinh
của hình nón)
TOANMATH.com
Trang 17
A.
3
r
. B.
2 2
r
. C.
r
. D.
2
r
.
Hướng dẫn giải
Ta có
2
2
S r
S r r
r
.
Thể tích
2
2
2 2 2 2 2 2 2 4
2 2
1 1 1 1
2
3 3 3 3
S r
V r h r r r r S Sr r
r
.
Lập bảng biến thiên cho hàm
2 4
2
f r Sr r
trên
0;

, ta thấy
hàm số đạt giá trị lớn nhất tại
3
4
S
r r
.
Chọn A.
Ví dụ 9: Cho hình nón đỉnh S có đáy là đường tròn tâm O. Thiết diện qua
trục hình nón một tam giác cân với cạnh đáy bằng a diện tích
2
a
. Gọi A, B hai điểm bất kỳ trên đường tròn
O
. Thể tích khối chóp
S.OAB đạt giá trị lớn nhất bằng
A.
3
2
a
. B.
3
6
a
. C.
3
12
a
. D.
3
2
12
a
.
Hướng dẫn giải
Tam giác cân SCD, có
2
1 1
. . 2
2 2
SCD
S CD SO a a SO SO a
.
Khối chóp S.OAB chiều cao
2
SO a
không đổi n đthể tích lớn
nhất khi và chỉ khi diện tích tam giác OAB lớn nhất.
2
1 1
. .sin .sin
2 2
OAB
S OA OB AOB r AOB
(với r bán kính đường
tròn mặt đáy hình nón). Do đó để
OAB
S
lớn nhất khi
sin 1
AOB
. Khi đó
3
max
12
a
V .
Chọn C.
Lưu ý: điều kiện của biến khi
khảo sát hàm.
TOANMATH.com
Trang 18
Ví dụ 10: Cho hình nón
1
N
có đỉnh S, chiều cao h. Một hình nón
2
N
đỉnh tâm của đáy
1
N
đáy là một thiết diện song song với
đáy của
2
N
như hình vẽ.
Khối nón
2
N
có thể tích lớn nhất khi chiều cao x bằng
A.
2
h
. B.
3
h
. C.
2
3
h
. D.
3
3
h
.
Hướng dẫn giải
Xét mặt cắt qua trục hình nón kí hiệu như hình vẽ. Với O, I lần lượt là
tâm đáy của hình nón
1 2
,
N N
; R, r lần lượt các bán kính của hai
đường tròn đáy của
1 2
,
N N
.
Ta có
R h x
SI r h x r
r
SO R h R h
.
Thể tích khối nón
2
N
2
2
2
2
2
2
2 2
1 1
.
3 3 3
N
R h x
R
V r x x x h x
h h
.
Xét hàm
2
3 2 2
2
f x x h x x hx h x
trên
0;
h
. Ta có
2 2
3 4 ; 0
3
x h
f x x hx h f x
h
x
.
Lập bảng biến thiên ta có
Vậy
f x
đạt giá trị lớn nhất trên khoảng
0;
h
tại
3
h
x
.
TOANMATH.com
Trang 19
Chọn B.
dụ 11: Xét các hình nón đường sinh với độ dài đều bằng 10cm.
Chiều cao của hình nón có thể tích lớn nhất là
A.
5 3
cm. B.
10 3
cm. C.
5 3
3
cm. D.
10 3
3
cm.
Hướng dẫn giải
Xét hình nón chiều cao x cm bán
kính đáy là y cm (x, y dương).
Ta
2 2 2 2 2
10 100
x y y x
, ta có
điều kiện
, 0;10
x y .
Thể tích khối nón là
2 2
1 1
100
3 3
V r h x x
.
Xét hàm số
2 3
100 100 , 0;10
f x x x x x x
;
2
10 3
100 3 ; 0
3
f x x f x x
.
Bảng biến thiên
Ta thấy V lớn nhất khi
f x
lớn nhất tại
10 3
3
x
cm.
Chọn D.
dụ 12: Giả sử đồ thị hàm số
2 4 2 2
1 2 1
y m x mx m
3 điểm
cực trị là A, B, C mà
A B C
x x x
. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh
AC ta được một khối tròn xoay. Giá trị của m đthể tích của khối tròn
xoay đó lớn nhất thuộc khoảng nào trong các khoảng dưới đây?
A.
4;6
. B.
2;4
. C.
2;0
. D.
0;2
.
Hướng dẫn giải
TOANMATH.com
Trang 20
2 3 2 2
4 1 4 4 1
y m x mx x m x m
.
2 2
2
0
0 4 1 0
0
1
x
y x m x m
m
x m
m
.
Với
0
m
thì đồ thị hàm số có 3 điểm cực trị (với
A B C
x x x
) là
2
2 2
2 2
; 1 ; 0; 1
1 1
m m
A m B m
m m
;
2
2
2 2
; 1
1 1
m m
C m
m m
.
Quay
ABC
quanh AC thì được khối tròn xoay có thể tích là
2
2 9
2 2
5
2 2
2
1 2 2 2
2. . .
3 3 3 1 1 3
1
m m m
V r h BI IC
m m
m
.
Xét hàm
9
5
2
1
m
f m
m
.
Ta có
8 2
6
2
9
; 0 3 0
1
m m
f m f m m m
m
.
Ta có bảng biến thiên
Vậy thể tích cần tìm lớn nhất khi
3
m
.
Chọn B.
Ví dụ 13: Cho tam giác ABC vuông tại A, có
6
AB
cm,
3
AC
cm. Gọi
M điểm di động trên cạnh BC sao cho MH vuông góc với AB tại H. Cho
tam giác AHM quay quanh cạnh AH tạo nên một hình nón, thể tích lớn
nhất của hình nón được tạo thành là
TOANMATH.com
Trang 21
A.
3
. B.
4
3
. C.
8
3
. D.
4
.
Hướng dẫn giải
Đặt
, 0 6
AH x cm x
.
Khi đó
6
BH x cm
.
Xét tam giác BHM vuông tại H.
Ta có
tan
HM
HBM
BH
.tan 6 .tan
HM BH HBM x HBM
.
3 1
tan tan
6 2
AC
HBM ABC
AB
.
Do đó
1
6 .
2
HM x
.
Thể tích của khối nón tạo thành khi tam giác AHM quay quanh cạnh AH
2
2 3 2
1 1
. . . . 6 12 36
3 3 4 12
V AH HM x x x x x
(1).
Xét hàm số
3 2
12 36
f x x x x
với
0 6
x
, ta có
2 2
2
3 24 36; 0 3 24 36 0
6
x
f x x x f x x x
x
.
Bảng biến thiên của hàm s
3 2
12 36
f x x x x
với
0 6
x
Từ (1) và bảng biến thiên ta có thể tích lớn nhất của khối nón tạo thành là
8
.32
12 3
V
.
Chọn C.
dụ 14: Cho hình lập phương
.
ABCD A B C D
có thể tích bằng 1.
Gọi
N
một hình nón tâm
đường tròn đáy trùng với tâm của
hình vuông ABCD, đồng thời các
điểm
, , ,
A B C D
nằm trên các
TOANMATH.com
Trang 22
đường sinh của hình nón như hình vẽ. Thể tích khối nón
N
giá trị
nhỏ nhất bằng
A.
2
3
. B.
3
4
. C.
9
8
. D.
9
16
.
Hướng dẫn giải
Xét phần mặt cắt qua trục hình nón đi qua mặt phẳng
AA C C
,
hiệu như hình vẽ. Với I, H lần lượt tâm của hình vuông ABCD,
A B C D
và đỉnh
A
nằm trên đường sinh EF của hình nón.
Hình lập phương có thể tích bằng 1 nên
2
1,
2
AA HI A H
.
Đặt
0
EH x x
. Khi đó, ta có
2 2 1
1 2 2
EH A H x x
FI r
EI FI x FI x
.
Thể tích khối nón
N
3
2
2
2
1
1 1 1
1
3 6 6
N
x
x
V r EI x
x x
.
Xét hàm số
3
2
1
x
f x
x
trên
0;

. Ta có
2
3
2 1
x x
f x
x
.
Lập bảng biến thiên
Ta được
0;
27
min
4
f x

tại
2
x
. Suy ra
9
min
8
N
V
.
Chọn C.
dụ 15: Một hình nón đỉnh S bán kính đáy
3
R a
, góc đỉnh
TOANMATH.com
Trang 23
120
. Mặt phẳng qua đỉnh hình nón cắt hình nón theo thiết diện một
tam giác. Diện tích lớn nhất của tam giác đó bằng
A.
2
3
a
. B.
2
2
a
. C.
2
3
2
a
. D.
2
2 3
a
.
Hướng dẫn giải
Giả sử
SAM
là thiết diện tạo bởi mặt phẳng và hình nón.
Gọi
0 2 3
AM x x a .
Gọi H là trung điểm của AM
OH AM AM SOH AM SH
.
2
sin 60
120 60
tan 60
AO
SA a
ASB ASO
AO
SO a
.
2 2
2 2 2 2 2 2
3 4
4 4
x x
OH OA AH a SH OH SO a .
2
2
1 1
. 4
2 2 4
SAM
x
S AM SH x a
.
Ta có
2 2 2 2
2
2 2
2 2
1 16 2
4 0 2 2
2 4
4 4 8 4
4 4
x x a x
S a S x a
x x
a a
.
2
max
2
S a
. Chọn B.
TOANMATH.com
Trang 24
d16: Cho mặt cầu
S
bán kính R. Hình nón
N
thay đổi đỉnh
đường tròn đáy thuộc mặt cầu
S
. Thể tích lớn nhất của khối nón
N
A.
3
32
81
R
. B.
3
32
81
R
. C.
3
32
27
R
. D.
3
32
27
R
.
Hướng dẫn giải
Ta thể tích khối nón đỉnh S lớn hơn
hoặc bằng thể tích khối nón đỉnh
S
. Do
đó chỉ cần xét khối nón đỉnh S bán
kính đường tròn đáy là r đường cao
SI h
với
h R
. Thể tích khối n
được tạo nên bởi
N
2
1 1
. .
3 3
C
V hS h r
2
2
1
. .
3
h R h R
3 2
1
2
3
h h R
.
Xét hàm số
3 2
2
f h h h R
với
;2
h R R
.
Ta có
2
3 4
f h h hR
.
2
0 3 4 0 0
f h h hR h
(loại) hoặc
4
3
R
h .
Bảng biến thiên
Ta có
3
32
max
27
f h R
tại
4
3
R
h
.
Vậy thể tích khối nón được tạo nên bởi
N
có giá trị lớn nhất là
3 3
1 32 32
3 27 81
V R R
khi
4
3
R
h .
Chọn A.
Chú ý: Sau khi tính được
3 2
1
2
3
V h h R
ta
thể làm như sau:
3 2
1
2
3
V h h R
2
1
2
3
h R h
. 4 2
6
h h R h
3
4 2
6 3
h h R h
3
32
81
R
.
Đẳng thức xảy ra khi chỉ
TOANMATH.com
Trang 25
khi
4
4 2
3
R
h R h h
.
Bài tập tự luyện dạng 3
Câu 1: Cho một hình nón đỉnh S chiều cao bằng 8 cm bán kính đáy bằng 6 cm. Cắt hình nón đã cho
bởi một mặt phẳng song song với mặt phẳng chứa đáy được một hình nón
N
đỉnh S đường sinh
bằng 4 cm. Thể tích của khối nón
N
A.
3
768
125
V cm
. B.
3
786
125
V cm
. C.
3
2304
125
V cm
. D.
3
2358
125
V cm
Câu 2: Cho hình nón
N
bán kính đáy bằng a diện tích xung quanh
2
2
xq
S a
. Tính thể tích V
của khối chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD nội tiếp đáy của khối nón
N
đỉnh S trùng với đỉnh
của khối nón
N
.
A.
3
2 5
3
a
V . B.
3
2 2
3
a
V . C.
3
2 3
V a
. D.
3
2 3
3
a
V .
Câu 3: Cho hình nón đỉnh S, đáy đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Biết rằng
10
AB BC a
,
12
AC a
, góc tạo bởi hai mặt phẳng
SAB
ABC
bằng
45
. Thể tích V của khối nón đã cho là
A.
3
3
V a
. B.
3
9
V a
. C.
3
27
V a
. D.
3
12
V a
.
Câu 4: Cắt nh nón S bởi một mặt phẳng đi qua trục ta được thiết diện một tam giác vuông cân, cạnh
huyền bằng
2
a
. Thể tích khối nón bằng
A.
2
4
a
. B.
3
2
6
a
. C.
2
2
12
a
. D.
3
2
12
a
.
Câu 5: Cho hình nón góc đỉnh bằng
60
, diện tích xung quanh bằng
2
6
a
. Thể tích V của khối nón
đã cho là
A.
3
3 2
4
a
V
. B.
3
2
4
a
V
. C.
3
3
V a
. D.
3
V a
.
Câu 6: Cho hình nón
N
có góc ở đỉnh bằng
60
. Mặt phẳng qua trục của
N
cắt
N
theo một thiết
diện là tam giác có bán kính đường tròn ngoại tiếp bằng 2. Tính thể tích khối nón
N
.
A.
3 3
V
. B.
4 3
V
. C.
3
V
. D.
6
V
.
Câu 7: Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a. Hình nón
N
có đỉnh A và đường tròn đáy là đường tròn
ngoại tiếp tam giác BCD. Thể tích V của khối nón
N
A.
3
3
27
a
V
. B.
3
6
27
a
V . C.
3
6
9
a
V
. D.
3
6
27
a
V
.
Câu 8: Cho hình nón thiết diện qua trục tam giác đều. Gọi
1 2
,
V V
lần lượt thể tích của khối cầu
nội tiếp ngoại tiếp và nội tiếp hình nón đã cho. Tính
1
2
V
V
A. 4. B. 2. C. 8. D. 16.
TOANMATH.com
Trang 26
Câu 9: Với một đĩa phẳng hình tròn bằng thép bán kính R, phải làm một i phễu bằng cách cắt đi một
hình quạt của đĩa này và gấp phần còn lại thành một hình nón. Gọi độ dài cung tròn của hình quạt còn lại
x. Tìm x để thể tích khối nón tạo thành nhận giá trị lớn nhất.
A.
2 6
3
R
x
. B.
2 2
3
R
x
. C.
2 3
3
R
x
. D.
6
3
R
x
.
Câu 10: Hình nón gọi nội tiếp mặt cầu nếu đỉnh đường tròn đáy của nh nón nằm trên mặt cầu.
Tìm chiều cao h của hình nón có thể tích lớn nhất nội tiếp mặt cầu có bán kính R cho trước.
A.
3
2
R
h . B.
5
2
R
h . C.
5
4
R
h . D.
4
3
R
.
Câu 11: Cho mặt cầu
S
bán kính R không đổi, hình nón
H
bất nội tiếp mặt cầu
S
. Thể tích
khối nón
H
1
V
; và thể tích phần còn lại của khối cầu là
2
V
. Giá trị lớn nhất của
1
2
V
V
bằng
A.
81
32
. B.
76
32
. C.
32
81
. D.
8
19
.
Dạng 4: Bài toán thực tế về hình nón, khối nón
Phương pháp giải
Sử dụng tổng hợp các kiến thức từ các dạng toán 1,
2, 3 để giải các bài toán thực tế về hình nón hay
khối nón.
dụ: Người thợ gia ng của một sở chất
lượng cao X cắt một miếng tôn hình tròn với bán
kính 60 cm thành ba miếng hình quạt bằng nhau.
Sau đó người thợ ấy quấn hàn ba miếng tôn đó
để được ba cái phễu hình nón. Hỏi thể tích V của
mỗi cái phễu đó bằng bao nhiêu?
A.
16000 2
3
V lít. B.
16 2
3
V
t.
C.
16000 2
3
V
lít. D.
160 2
3
V
lít
Hướng dẫn giải
Đổi 60 cm = 6 dm.
Đường sinh của hình nón tạo thành là
6
dm.
Chu vi đường tròn ban đầu là
2 12
C R
.
Gọi r bán kính đường tròn đáy của nh nón tạo
thành.
TOANMATH.com
Trang 27
Chu vi đường tròn đáy của hình nón tạo thành là
2 .6
2 4
3
r
(dm)
4
2
2
r
(dm).
Đường cao của khối nón tạo thành là
2 2 2 2
6 2 4 2
h r
.
Thể tích của mỗi phễu là
2 2 3
1 1 16 2
2 .4 2
3 3 3
V r h dm
16 2
3
(lít).
Chọn B.
Ví dụ mẫu
dụ 1: Hai chiếc ly đựng chất lỏng giống hệt nhau, mỗi chiếc có phần
chứa chất lỏng một khối nón chiều cao 2dm (mô tả như hình vẽ).
Ban đầu chiếc ly thứ nhất chứa đầy chất lỏng, chiếc ly thứ hai để rỗng.
Người ta chuyển chất lỏng từ ly thứ nhất sang ly thứ hai sao cho độ cao
của cột chất lỏng trong ly thứ nhất còn 1dm. Tính chiều cao h của cột chất
lỏng trong ly thứ hai sau khi chuyển (độ cao của cột chất lỏng tính từ đỉnh
của khối n đến mặt chất lỏng lượng chất lỏng coi như không hao hụt
khi chuyển. Tính gần đúng h với sai số không quá 0,01dm).
A.
1,73
h
dm. B.
1,89
h
dm. C.
1,91
h
dm. D.
1,41
h
dm.
Hướng dẫn giải
chiều cao hình nón khi đựng đầy
nước ở ly thứ nhất
2
AH
.
Chiều cao phần nước ly thứ nhất sau
khi đổ sang ly thứ hai
1
AD
.
Chiều cao phần nước ly thứ hai sau
khi đổ sang ly thứ hai
AF h
.
Theo Ta-lét ta có
TOANMATH.com
Trang 28
1
,
2 2
R AD R AF h
R AH R AH
suy ra
,
2 2
R Rh
R R
.
Thể tích phần nước ban đầu ở ly thứ nhất
2
2
V R
.
Thể tích phần nước ở ly thứ hai
2 3
2
1
4
R h
V R h
.
Thể tích phần nước còn lại ở ly thứ nhất
2
2
4
R
V
.
2 3 2 3
2
3
1 2
1
2 2 7 1,91
4 4 4 4
R h R h
V V V R h
.
Chọn C.
dụ 2: Một bể nước lớn của khu công nghiệp phần chứa nước một
khối nón đỉnh S phía dưới (hình vẽ), đường sinh
27
SA
mét. Có một lần
lúc bể chứa đầy nước, người ta phát hiện nước trong bể không đạt yêu cầu
về vệ sinh nên lãnh đạo khu công nghiệp cho thoát hết nước để làm vệ
sinh bể chứa. Công nhân cho thoát nước ba lần qua một lỗ đỉnh S. Lần
thứ nhất khi mực nước tới điểm M thuộc SA thì dừng, lần thứ hai khi mực
nước tới điểm N thuộc SA thì dừng, lần thứ ba mới thoát hết nước. Biết
rằng lượng nước mỗi lần thoát bằng nhau. Tính độ dài đoạn MN.
A.
3
27 2 1
m.
B.
3
3
9 9 4 1
m.
C.
3
3
9 9 2 1
m.
D.
3
3
9 3 2 1
m.
Hướng dẫn giải
Ta gọi
1 2
, ,
V V V
lần lượt thể tích khối nón đường sinh SN, SM,
SA.
Do
SEM
đồng dạng với
SOA
nên ta có
SM SE EM
SA SO OA
.
TOANMATH.com
Trang 29
Lại có
2
3 3
3
2
2
1
. .
2 2
3
13122
1
3 3 27
. .
3
EM SE
V
SA SM
SM
V SM
OA SA
Tương tự
3 3
3
1
1
6561
3 27
V SN SN
SN
V SA
.
Vậy
3 3
13122 6561
MN SM SN .
Chọn C.
Bài tập tự luyện dạng 4
Câu 1: Cho một tấm bìa hình dạng tam giác vuông, biết b c là độ dài hai cạnh góc vuông của tấm
bìa. Trên tấm bìa đó ta chọn cạnh huyền làm trục rồi quay xung quanh tấm bìa đó (kể cả điểm trong) với
trục tạo thành một khối tròn xoay. Thể tích V khối tròn xoay sinh ra bởi tấm bìa đó là
A.
2 2
2 2
3
b c
V
b c
. B.
2 2
2 2
3
b c
V
b c
. C.
2 2
2 2
2
3
b c
V
b c
. D.
2 2
2 2
3 2
b c
V
b c
.
Câu 2: Cho khối gỗ nh trụ có bán kính 3 cm chiều cao 6 cm, đáy là hai hình tròn tâm O
O
. Đục
khối gỗ này tạo ra hai khối nón có đỉnh nằm trên
OO
đáy trùng với hai đáy của khối gỗ sao cho góc ở
đỉnh bằng
60
(như nh vẽ)
3 2 3 3
OI x x . Giá trị nhỏ nhất của tổng diện tích xung quanh
hai hình nón đã đục bằng
A.
2
12
cm
. B.
2
14
cm
. C.
2
44
cm
. D.
2
72
cm
.
Câu 3: Một tấm tôn hình tam giác đều SBC độ dài cạnh bằng 3. K trung điểm BC. Người ta dùng
compa vạch một cung tròn MN có tâm là S, bán kính SK. Lấy phần hình quạt gò thành hình nón không
mặt đáy với đỉnh là S, cung MN thành đường tròn đáy của hình nón (hình vẽ). Tính thể tích khối nón trên.
A.
105
64
. B.
3
32
. C.
3 3
32
. D.
141
64
.
TOANMATH.com
Trang 30
ĐÁP ÁN
Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết về mặt nón, hình nón, khối nón
1 - D 2 - B 3 - A 4 - D
Dạng 2: Bài toán tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, độ dài đường sinh, chiều cao, bán
kính đáy, thiết diện của hình nón
1 - A 2 - C 3 - D 4 - B 5 - D 6 - D 7 - C 8 - B
Dạng 3: Bài toán tính thể tích khối nón, bài toán cực trị
1 - A 2 - D 3 - B 4 - D 5 - C 6 - C 7 - D 8 - C 9 - A 10 - D
11 - D
Dạng 4: Bài toán thực tế về hình nón, khối nón
1 - B 2 - A 3 – A
| 1/30

Preview text:

CHUYÊN ĐỀ 6: MẶT NÓN, MẶT TRỤ, MẶT CẦU BÀI 1: MẶT NÓN Mục tiêu  Kiến thức
+ Nắm được định nghĩa mặt nón tròn xoay, hình nón tròn xoay và khối nón tròn xoay.
+ Nắm được các công thức tính diện tích xung quanh của hình nón, diện tích đáy của hình nón,
diện tích toàn phần của hình nón, thể tích của khối nón.  Kĩ năng
+ Nhận biết được một khối tròn xoay là khối nón.
+ Tính được các yếu tố liên quan đến khối nón như độ dài đường sinh, chiều cao, góc ở đỉnh,
diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, thiết diện, thể tích của khối nón…
+ Giải được các bài toán nâng cao liên quan đến khối nón như bài toán cực trị, bài toán thực tế… I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM MẶT NÓN TRÒN XOAY
Trong mặt phẳng P . Cho hai đường thẳng Δ là  cắt
nhau tại O và tạo thành góc  với 0    90 . Khi quay
mặt phẳng P xung quanh Δ thì đường thẳng  sinh ra
một mặt tròn xoay đỉnh O gọi là mặt nón tròn xoay (hay
đơn giản là mặt nón). Khi đó:
 Đường thẳng Δ gọi là trục của mặt nón.
 Đường thẳng  được gọi là đường sinh của mặt nón.
 Góc 2 gọi là góc ở đỉnh của mặt nón.
Nhận xét: Nếu M là một điểm tùy ý của mặt nón  N 
khác với điểm O thì đường thẳng OM là đường sinh của mặt nón đó. HÌNH NÓN TRÒN XOAY
Cho OIM vuông tại I quay quanh cạnh góc vuông OI
thì đường gấp khúc OMI tạo thành một hình, gọi là hình
nón tròn xoay (gọi tắt là hình nón). Khi đó:
 Đường thẳng OI gọi là trục, O là đỉnh, OI gọi là đường
cao và OM gọi là đường sinh của hình nón.
 Hình tròn tâm I, bán kính r  IM là đáy của hình nón. TOANMATH.com Trang 1
Chú ý: Nếu cắt mặt nón  N  bởi hai mặt
phẳng song song P và Q với P qua
O và vuông góc với  thì phần mặt nón N 
giới hạn bởi hai mặt phẳng P và
Q và hình tròn giao tuyến của Q và
mặt nón  N  là hình nón. KHỐI NÓN TRÒN XOAY
Phần không gian được giới hạn bởi một hình nón tròn
xoay kể cả hình đó ta gọi là khối nón tròn xoay hay ngắn gọn là khối nón.
Các khái niệm tương tự như hình nón.
Xét khối nón có hình biểu diễn là hình bên thì ta có nhận xét:
- Nếu mp P chứa OI thì thiết diện của mp P và khối
nón là một hình tam giác cân tại O.
Chú ý: Vẽ hình biểu diễn hình nón hay khối
- Nếu mp P vuông góc với OI (không chứa O) thì thiết nón ta thường vẽ như hình bên.
diện của mp P và khối nón (nếu có) là một hình tròn.
Hình tròn thiết diện này có diện tích lớn nhất khi mp P đi qua I. CÔNG THỨC CẦN NHỚ
Hình nón có chiều cao là h, bán kính đáy r và độ dài
đường sinh là  thì có:
- Diện tích xung quanh: S  r   . xq
- Diện tích đáy (hình tròn): 2 S  r  . ht - Diện tích toàn phần: 2 S  r    r  . tp 1 1 - Thể tích khối nón: 2 V  S .h  r  h . 3 ht 3 TOANMATH.com Trang 2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA MẶT NÓN MẶT NÓN TRÒN XOAY
Trong mặt phẳng P . Cho hai đường thẳng Δ và
 cắt nhau tại O và tạo thành góc  . Khi quay
mặt phẳng P xung quanh Δ thì đường thẳng 
sinh ra một mặt tròn xoay đỉnh O gọi là mặt nón tròn xoay. HÌNH NÓN TRÒN XOAY
Cho OMI vuông tại I quay quanh cạnh góc
vuông OI thì đường gấp khúc OMI tạo thành
một hình, gọi là hình nón tròn xoay. KHỐI NÓN TRÒN XOAY
Phần không gian được giới hạn bởi một hình
nón tròn xoay kể cả hình đó ta gọi là khối
nón tròn xoay hay ngắn gọn là khối nón. CÁC CÔNG THỨC Diện tích xung quanh S  r xq Diện tích đáy 2 S  r  ht Diện tích toàn phần 2 S  r    r  tp Thể tích 1 1 2 V  S .h  r  h 3 ht 3 TOANMATH.com Trang 3 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết về mặt nón, hình nón, khối nón Phương pháp giải
Cần nắm vững lí thuyết trọng tâm về mặt nón, hình Ví dụ: Thể tích của khối nón có chiều cao h và bán nón, khối nón ở trên. kính r là 1 4 A. 2 r  h . B. 2 r  h . C. 2 r  h . D. 2 2 r  h . 3 3 Hướng dẫn giải 1 1 Vì thể tích khối nón 2 V  S .h  r  h n 3 ht 3
( S : diện tích hình tròn đáy). ht Chọn A. Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Cho đường thẳng l cắt và không vuông góc với Δ quay quanh Δ thì ta được A. khối nón tròn xoay. B. mặt trụ tròn xoay. C. mặt nón tròn xoay. D. hình nón tròn xoay. Hướng dẫn giải
Cho đường thẳng l cắt và không vuông góc với Δ quay quanh Δ thì ta Nếu không nắm kĩ lí thuyết thì
được mặt nón tròn xoay.
dễ nhầm với đáp án A hoặc Chọn C. đáp án D.
Ví dụ 2: Gọi l, h, R lần lượt là độ dài đường sinh, chiều cao và bán kính
đáy của một hình nón. Đẳng thức nào sau đây luôn đúng? 1 1 1 A. 2 l  hR . B.   . C. 2 2 2 l  h  R . D. 2 2 2 R  h  l . 2 2 2 l h R Hướng dẫn giải Lưu ý: Tam giác OIM vuông
tại I nên ta sử dụng định lý Pitago suy ra đáp án.
Theo định nghĩa hình nón, ta có tam giác OIM vuông tại I. Do đó 2 2 2 OM  OI  IM , suy ra 2 2 2 l  h  R . Chọn C.
Bài tập tự luyện dạng 1 TOANMATH.com Trang 4
Câu 1: Cho hình nón  N  có chiều cao h, độ dài đường sinh  , bán kính đáy r. Kí hiệu S là diện tích xq
xung quanh của khối nón  N  . Công thức nào sau đây là đúng? A. S  r  h . B. S  2 r   . C. 2 S  2 r  h . D. S  r   . xq xq xq xq
Câu 2: Cho tứ diện đều ABCD. Khi quay tứ diện đó quanh trục AB có bao nhiêu hình nón khác nhau được tạo thành? A. Một. B. Hai.
C. Không có hình nón nào. D. Ba.
Câu 3: Cho hình nón có diện tích xung quanh là S và bán kính r. Công thức nào sau đây dùng để tính xq
đường sinh  của hình nón đã cho. S 2S S A. xq   . B. xq   . C.   2 S  r . D. xq   . r  r  xq 2 r 
Câu 4: Cho hình nón có bán kính đường tròn đáy bằng R, chiều cao bằng h, độ dài đường sinh bằng  .
Khẳng định nào sau đây đúng? A. 2 2   R  h . B. 2 2 R    h . C. 2 2 h  R   . D. 2 2   R  h .
Dạng 2: Tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, độ dài đường sinh, chiều cao, bán kính
đáy, thiết diện của hình nón Phương pháp giải
Nắm vững các công thức về diện tích xung quanh, Ví dụ: Tính diện tích xung quanh của khối nón có
diện tích toàn phần, diện tích đáy. Biết sử dụng các thiết diện qua trục là tam giác vuông cân diện tích
kết quả của phần kiến thức quan hệ song song, bằng 2?
quan hệ vuông góc, các hệ thức lượng trong tam A. S  2 2 . B. S  4 .
giác… để áp dụng vào tính toán.
C. S  2 . D. S  4 2 . Hướng dẫn giải Tam giác OAB vuông cân diện tích bằng 2 1 2  OA  2 2  OA  OB  2 2 2 AB  2  2  2 2 AB  h  R   2 2 Suy ra S  .  2.2  2 2 . xq Chọn A. TOANMATH.com Trang 5 Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Cắt một hình nón bởi một mặt phẳng qua trục ta được thiết diện
là tam giác đều cạnh 2a. Tính diện tích toàn phần của hình nón đó. A. 2 6 a  . B. 2 24 a  . C. 2 3 a  . D. 2 12 a  .
Lưu ý: Diện tích tam giác Hướng dẫn giải 2 x 3 đều cạnh x là: S  và 2a 3 4 Ta có h 
 a 3,   2a, r  a . 2 độ dài chiều cao là:
Diện tích toàn phần của hình nón là x 3 h  . 2 2 2 S  r    r   .  . a 2a  .  a  3 a  . 2 tp
Ở bài toán này x  2a . Chọn C.
Ví dụ 2: Cho hình nón có đường sinh bằng đường kính đáy, diện tích đáy
của hình nón bằng 9 . Độ dài đường cao của hình nón bằng 9 3 3 A. 3 3 . B. 3 . C. . D. . 2 3 Hướng dẫn giải
Gọi r,,h lần lượt là bán kính đường tròn đáy,
đường sinh, chiều cao của hình nón đã cho. 2  r   9 r  3 Theo giả thiết ta có  nên  .   2r   6 Lại có 2 2
h    r do đó h  36  9  3 3 . Chọn A.
Ví dụ 3: Thiết diện qua trục của một hình nón là tam giác vuông có cạnh
góc vuông bằng 1. Mặt phẳng  qua đỉnh S của hình nón đó cắt đường
tròn đáy tại M, N. Tính diện tích tam giác SMN, biết góc giữa  và đáy hình nón bằng 60 . 1 1 2 3 A. . B. . C. . D. . 3 2 3 2 Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm đường tròn đáy, H là trung điểm
Lưu ý: Tam giác SMN là tam của MN. giác cân tại S và
Ta có MN là giao tuyến của đường tròn đáy và SM  SN  1.
mặt phẳng  , lại có OH  MN, SH  MN .
Do đó góc giữa  và đáy hình nón là  SHO  60 . TOANMATH.com Trang 6
Vì thiết diện qua trục của một hình nón là tam giác vuông có cạnh góc 2 vuông bằng 1  SO  . 2 SO SO 6
Xét SOH vuông tại O có sin 60   SH   . SH sin 60 3 2  6  2 3 Khi đó 2 2 2
MN  2 SN  SH  2 1      . 3  3   1 1 6 2 3 2
Vậy diện tích tam giác SMN là S  SH.MN  . .  . S  MN 2 2 3 3 3 Chọn C.
Ví dụ 4: Cho hình nón đỉnh S, đường cao SO, A và B là hai điểm thuộc
đường tròn đáy sao cho khoảng cách từ O đến mặt phẳng SAB bằng a 3 và  SAO  30 , 
SAB  60 . Độ dài đường sinh của hình nón theo a 3 bằng A. a 2 . B. a 3 . C. 2a 3 . D. a 5 . Hướng dẫn giải
Gọi I là trung điểm của AB, dựng OH  SI . a 3 Ta có OH  . 3 Do 
SAB  60 nên tam giác SAB đều. Suy ra SA  SB  AB . Mặt khác Lưu ý:   1  Ta có: OH SI (1) SAO  30  SO  S . A sin 30  SA 2 AB  OI   AB  SOI  S . A 3 AB  SI và OA  S . A cos 30  . 2  AB  OH (2) Xét tam giác SOI ta có Từ (1) và (2) suy ra: 1 1 1 1 1 1 1       OH  SAB , do đó 2 2 2 2 2 2 2 2 OH OS OI OS OA  AI  1  2 SA  SA 3   1     2    SA    d O;SAB  OH . 2    2 
 Có thể đặt SA  x . 1 6 a 3    SA  OH 6  . 6  a 2 . 2 2 OH SA 3 Chọn A.
Ví dụ 5: Cho hình nón đỉnh S, đáy là đường tròn tâm O bán kính bằng 2a TOANMATH.com Trang 7
và độ dài đường sinh bằng a 5 . Mặt phẳng P qua đỉnh S cắt hình nón
theo thiết diện là một tam giác có chu vi bằng 21 5a . Khoảng cách
d từ O đến mặt phẳng P là a 3 a a 3 a 3 A. d  . B. d  . C. d  . D. d  . 3 2 7 2 Hướng dẫn giải
Giả sử thiết diện là tam giác SAB, khi đó ta có
SA  SB  AB  21 5a 1 1 1 Do:  
 a 5  a 5  AB  21 5a 2 2 2 OH OE OS OS.OE  AB  2a .  OH  2 2 OS  OE
Gọi E là trung điểm AB, ta có AB  SE , mặt
khác AB  SO nên AB  SOE .
Kẻ OH  SE tại H, ( H  SE ).
Ta thấy OH  AB vì OH  SOE  OH  SAB.
Vậy khoảng cách từ S đến P là OH (hay d O;P  OH ). 1 2 2 2 2
EB  AB  a,OB  R  2a,OE  OB  EB  4a  a  a 3 . 2 2 2 2 2
SO  SB  OB  5a  4a  a , OS.OE . a a 3 a 3 OH    . 2 2 2 2 OS  OE a  3a 2 a 3 Vậy d  . Chọn D. 2
Ví dụ 6: Cho hình nón tròn xoay nằm
giữa hai mặt phẳng song song P và
Q như hình vẽ. Kẻ đường cao SO của
hình nón và gọi I là trung điểm của SO.
Lấy M P, N Q, MN  a và đi
qua I cắt mặt nón tại E và F đồng thời
tạo với SO một góc  . Biết góc giữa đường cao và đường sinh của hình
nón bằng 45 . Độ dài đoạn EF là a A. EF  2a . B. EF   tan 2 . 2 TOANMATH.com Trang 8 C. EF  a tan 2 . D. EF  2a tan 2 . Hướng dẫn giải Lưu ý: S  S  S (*) S  FI S  EI S  FE 1 S  SF.SI.sin 45 S  FI 2 a a
Xét tam giác NIO có OI  NI.cos  cos ,
 NO  NI.sin   sin  1 2 2 S  SE.SI.sin 45 S  EI 2
Xét tam giác SEF vuông tại S có 1  S  SF.SE.sin 90 SEF   ESM  
SME  45  90    135  . S  FE 2   Thay vào (*) ta được SF  SE  SEF  SE   1 tan .tan .tan 135  SE. . tan  1 SE.SF SI  2 . SE  SF
Vì SI là độ dài đường phân giác trong góc  FSE nên SE.SF a SE tan 135  SI  2.  cos  2 SE  SF 2 1 tan 135   1 tan  a 1 cos   tan 1    a sin   SE   1 tan  2 1 tan 2 2 tan1 Do đó SE SE a sin  a EF       . cos  SEF
       tan 2 cos 135 1 tan cos sin 2 Chọn B.
Ví dụ 7: Cho hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, góc giữa mặt bên
và mặt đáy bằng 60 . Tính diện tích xung quanh S của hình nón đỉnh xq
S, có đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. 2 a  3 2 a  10 A. S  . B. S  . xq 3 xq 8 2 a  7 2 a  7 C. S  . D. S  . xq 4 xq 6 Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm của tam giác ABC, khi đó SO   ABC .
Hình nón đỉnh S, có đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC có đường
sinh là SA, bán kính đường tròn đáy là OA.
Gọi H là trung điểm của BC thì TOANMATH.com Trang 9 SBC;ABC    SHO  60 .
Tam giác ABC đều và O là tâm của tam giác đều nên 1 1 a 3 a 3 OH  AH  .  ; 3 3 2 6 2 a 3 OA  AH  . 3 3
Tam giác SOH vuông tại O và có  SHO  60 nên a 3 a SO  OH.tan 60  . 3  . 6 2 2 2 a 3a a 21
Tam giác SOA vuông tại O nên 2 2 SA  SO  OA    . 4 9 6
Diện tích xung quanh hình nón là 2 a 3 a 21 a  7 S  r    .  O . A SA  .  .  . xq 3 6 6 Chọn D.
Bài tập tự luyện dạng 2
Câu 1: Cho hình lập phương ABCD.AB C  D
  có cạnh a. Một khối nón có đỉnh là tâm của hình vuông
ABCD và đáy là hình tròn nội tiếp hình vuông AB C  D
  . Kết quả tính diện tích toàn phần S của khối tp 2 a  nón đó có dạng bằng
 b c với b và c là hai số nguyên dương và b 1. Giá trị của bc là 4 A. bc  5. B. bc  8 . C. bc  15. D. bc  7 .
Câu 2: Một tứ diện đều cạnh a có một đỉnh trùng với đỉnh hình nón, ba đỉnh còn lại nằm trên đường tròn
đáy của hình nón. Khi đó diện tích xung quanh của hình nón bằng 3 2 3 3 A. 2 a  . B. 2 a  . C. 2 a  . D. 2 3 a  . 2 3 3
Câu 3: Cho hình nón có diện tích xung quanh bằng 2 5 a
 và bán kính đáy bằng a. Độ dài đường sinh của hình nón đã cho là A. a 5 . B. 3a 2 . C. 3a . D. 5a .
Câu 4: Cho hình nón có thiết diện qua trục là tam giác vuông có cạnh huyền bằng a 2 . Diện tích xung
quanh S của hình nón đó là xq 2 a  3 2 a  2 2 a  2 2 a  2 A. S  . B. S  . C. S  . D. S  . xq 3 xq 2 xq 6 xq 3
Câu 5: Cho một miếng tôn hình tròn có bán kính 50 cm. Biết hình nón có thể tích lớn nhất khi diện tích
toàn phần của hình nón bằng diện tích miếng tôn ở trên. Khi đó hình nón có bán kính đáy bằng TOANMATH.com Trang 10 A. 10 2 cm. B. 50 2 cm. C. 20 cm. D. 25 cm.
Câu 6: Cho hình nón đỉnh S có chiều cao bằng bán kính đáy và bằng 2a. Mặt phẳng P đi qua S cắt
đường tròn đáy tại A và B sao cho AB  2 3a . Khoảng cách từ tâm của đường tròn đáy đến P bằng a a 2 2a A. . B. a. C. . D. . 5 2 5
Câu 7: Người ta đặt được vào trong một hình nón hai khối cầu có bán kính lần lượt là a và 2a sao cho các
khối cầu đều tiếp xúc với mặt xung quanh của hình nón, hai khối cầu tiếp xúc với nhau và khối cầu lớn
tiếp xúc với đáy của hình nón. Bán kính đáy của hình nón đã cho là 8a A. 5a . B. 3a. C. 2 2a . D. . 3
Câu 8: Một cái phễu có dạng hình nón chiều cao của phễu là 30 cm. Người ta đổ một lượng nước vào
phễu sao cho chiều cao của cột nước trong phễu bằng 15 cm (hình H1). Nếu bịt kín miệng phễu rồi lật
ngược phễu lên (hình H2) thì chiều cao của cột nước trong phễu gần với giá trị nào sau đây? A. 1,553 cm. B. 1,306 cm. C. 1,233 cm. D. 15 cm.
Dạng 3: Tính thể tích khối nón, bài toán cực trị Phương pháp giải
Ví dụ: Cho hình nón có góc ở đỉnh bằng 60 , diện tích xung quanh bằng 2 6 a
 . Thể tích V của khối nón đã cho là 3 3 a  2 3 a  2 A. V  . B. V  . 4 4 C. 3 V  3 a  . D. 3 V  a  . Hướng dẫn giải
Nhìn vào công thức tính thể tích khối nón 1 1 2 V  S .h  r  h n 3 ht 3
ta thấy cần xác định chiều cao và diện tích đáy (bán
kính đáy) của khối nón. Đối với bài toán cực trị ta
thường tính toán đưa đại lượng cần tìm cực trị phụ 1 1 Thể tích 2 2 V  R  h  .  OA .SO .
thuộc vào một biến sau đó dùng đánh giá (sử dụng 3 3 TOANMATH.com Trang 11
bất đẳng thức, khảo sát hàm số…) để tìm ra kết Ta có  ASB  60   ASO  30 quả. OA 1  tan 30    SO  OA 3 . SO 3 Lại có 2 2 2 S  R    .  O . A SA  O  . A OA  SO  6 a  xq 2 2 2 2 2
 OA OA  3OA  6a  2OA  6a 1 2 3
 OA  a 3  SO  3a  V  .  3a .3a  3 a  . 3 Chọn C. Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Cho tam giác ABC có  ABC    2 45 , ACB  30 ,  AB  . Quay 2
tam giác ABC xung quanh cạnh BC ta được khối tròn xoay có thể tích V bằng  3 1 3 1 3 A. V  B. V  2 24 1 3 1 3 C. V  D. V  8 3 Hướng dẫn giải
Lưu ý: V chính là tổng thể AB AC BC Ta có   sin 30 sin 45 sin105
tích của hai khối nón: Khối AC 1
nón có chiều cao BH đường    5 1 3 .
sinh AB và khối nón có chiều BC  2 sin   12 2 cao CH và đường sinh AC.
Gọi H là chân đường cao kẻ từ đỉnh A. 1 Ta có AH.BC  A . B AC.sin105  AH  . 2
Suy ra thể tích khối tròn xoay cần tìm là 1 1 1 1 3 2 2 2 V  A  H .BH  A  H .CH  A  H .BC  . 3 3 3 24 Chọn B.
Ví dụ 2: Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a. Hình nón  N  có đỉnh
A và đường tròn đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD. Thể tích V
của khối nón  N  là TOANMATH.com Trang 12 3  3a 3 6a 3  6a 3  6a A. V  B. V  C. V  D. V  27 27 9 27 Hướng dẫn giải
Gọi O là tâm của tam giác đều BCD. Ta có AO  h,OC  r 2 a 3 a 3  r  .  . 3 2 3 Suy ra 2  a 3  2a 2 2 2 h  a  r  a      . 3  3   2 3 1 1 a a 2  6a
Vậy thể tích khối nón là 2 V  r  h   .  . 3 3 3 3 27 Chọn D.
Ví dụ 3: Cho hình nón  N  có góc ở đỉnh bằng 60 . Mặt phẳng qua trục
của  N  cắt  N  theo một thiết diện là tam giác có bán kính đường tròn
ngoại tiếp bằng 2. Thể tích khối nón  N  là
A. V  3 3 . B. V  4 3 . C. V  3 . D. V  6 . Hướng dẫn giải
Tam giác SAB đều vì có SA  SB và 
ASB  60 . Tâm đường tròn ngoại tiếp của S
 AB là trọng tâm tam giác. Bán kính
đường tròn ngoại tiếp tam giác SAB là 2 r  SO  2  SO  3. 3 SO 3 Mà SO  S . A sin 60  SA    2 3 . sin 60 3 2 AB 2 3
Vậy bán kính đường tròn của khối nón là R    3 . 2 2
Vậy thể tích khối nón là V   2 1 3 .3  3 . 3 Chọn C.
Ví dụ 4: Cho hình tứ diện ABCD có AD   ABC  , ABC là tam giác
vuông tại B. Biết BC  a, AB  a 3, AD  3a . Quay các tam giác ABC TOANMATH.com Trang 13
và ABD (bao gồm cả điểm bên trong hai tam giác) xung quanh đường
thẳng AB ta được hai khối tròn xoay. Thể tích phần chung của hai khối tròn xoay đó bằng: 3 3 3 a  3 8 3 a  3 5 3 a  3 4 3 a  A. . B. . C. . D. 16 3 16 16 Hướng dẫn giải
Khi quay tam giác ABD quanh AB ta được khối nón đỉnh B có đường cao
BA, đáy là đường tròn bán kính AE  3cm. Gọi I  AC  BE, IH  AB , tại H.
Phần chung của 2 khối nón khi quay tam giác ABC và tam giác ABD
quanh AB là 2 khối nón đỉnh A và đỉnh B có đáy là đường tròn bán kính IH. IC BC 1
Ta có IBC đồng dạng với IEA     IA  3IC . IA AE 3 AH IH AI 3 3 3a Mặt khác IH // BC      IH  BC  . AB BC AC 4 4 4
Gọi V ; V lần lượt là thể tích của khối nón đỉnh A và B có đáy là hình 1 2 tròn tâm H. 1 1 2 2 V  I  H .AH; V  I  H .BH 1 2 3 3 2 3   9a 3a 3 2
 V  V V  V  IH .AB  V  . .a 3  V   . 1 2 3 3 16 16 Chọn A.
Ví dụ 5: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC. Hình nón có đỉnh S và có
đường tròn đáy là đường tròn nội tiếp tam giác ABC gọi là hình nón nội
tiếp hình chóp S.ABC, hình nón có đỉnh S và có đường tròn đáy là đường
tròn ngoại tiếp tam giác ABC gọi là hình nón ngoại tiếp hình chóp S.ABC.
Tỉ số thể tích của hình nón nội tiếp và hình nón ngoại tiếp hình chóp đã cho bằng TOANMATH.com Trang 14 1 1 2 1 A. . B. . C. . D. . 2 3 3 4 Hướng dẫn giải
Hai hình nón có cùng chiều cao nên tỉ số thể
tích bằng tỉ số diện tích mặt đáy. Vì tam giác
ABC đều nên bán kính đường tròn ngoại tiếp 2 bằng
đường cao của tam giác, bán kính 3 1
đường tròn nội tiếp bằng đường cao của 3 tam giác. r 1 V S 1 Suy ra 1 1     . R 2 V S 4 2 2 Chọn D.
Ví dụ 6: Cho một đồng hồ cát gồm 2 hình nón chung đỉnh ghép lại, trong
đó đường sinh bất kỳ của hình nón tạo với đáy một góc 60 như hình bên
dưới. Biết rằng chiều cao của đồng hồ là 30cm và tổng thể tích của đồng hồ là  3
1000 cm . Hỏi nếu cho đầy lượng cát vào phần trên thì khi chảy
hết xuống dưới, khi đó tỉ lệ thể tích lượng cát chiếm chỗ và thể tích phần dưới là bao nhiêu? 1 1 1 1 A. . B. . C. . D. . 3 3 8 27 64 Hướng dẫn giải
Gọi bán kính của hình nón lớn và nón nhỏ lần lượt là x, y  x  y .
Suy ra chiều cao của hình nón lớn và nón nhỏ lần lượt là x 3, y 3 . x 3  y 3  30 
Theo giả thiết, ta có 1 1 2 2  x  .x 3  y  .y 3  1000 3 3 TOANMATH.com Trang 15 x  y 10 3 20 3 10 3    x  , y  . 3 3 x  y 1000 3 3 3 3  y  1
Do hai hình nón đồng dạng nên tỉ số cần tính bằng    .  x  8 Chọn B.
Ví dụ 7: Trong tất cả các hình nón có độ dài đường sinh bằng  . Hình
nón có thể tích lớn nhất bằng 3  3 3 2 3 3  3 3 2 3 A. . B. . C. . D. . 9 9 27 27 Hướng dẫn giải
Gọi h 0  h   là chiều cao hình nón, suy ra bán kính 2 2 r    h .
Suy ra thể tích khối nón là 1 1 1 2 V  r  h   2 3  h  h   f  h . 3 3 3 Xét hàm   2 3
f h   h  h trên 0; .   h   f h 2 2 3    3h  0     h   khong thoa man  3
Lập bảng biến thiên ta được 3    2 Ta thấy max f h  f    .  3  3 3 3 2 3 Vậy V  
. Dấu “=” xảy ra  h   . max 27 3 Chọn D.
Ví dụ 8: Trong các hình nón cùng có diện tích toàn phần bằng S. Hình
nón có thể tích lớn nhất khi ( r,  lần lượt là bán kính đáy và đường sinh của hình nón) TOANMATH.com Trang 16 A.   3r . B.   2 2r . C.   r . D.   2r . Hướng dẫn giải 2 S  r  Ta có 2 S  r    r     . r  Thể tích 1 1 1 S  r 2 2 1 2 2 2 2 2 2 V  r  h  r    r  r   r  S  2 4 Sr  2 r  . 2 2  3 3 3  r 3
Lưu ý: điều kiện của biến khi
Lập bảng biến thiên cho hàm f r 2 4  Sr  2 r
 trên 0;, ta thấy khảo sát hàm. S
hàm số đạt giá trị lớn nhất tại r     3r . 4 Chọn A.
Ví dụ 9: Cho hình nón đỉnh S có đáy là đường tròn tâm O. Thiết diện qua
trục hình nón là một tam giác cân với cạnh đáy bằng a và có diện tích là 2
a . Gọi A, B là hai điểm bất kỳ trên đường tròn O . Thể tích khối chóp
S.OAB đạt giá trị lớn nhất bằng 3 a 3 a 3 a 3 a 2 A. . B. . C. . D. . 2 6 12 12 Hướng dẫn giải 1 1 Tam giác cân SCD, có 2 S  C . D SO  a  . a SO  SO  2a . S  CD 2 2
Khối chóp S.OAB có chiều cao SO  2a không đổi nên để thể tích lớn
nhất khi và chỉ khi diện tích tam giác OAB lớn nhất. 1 1 Mà S  O . A O . B sin  2 AOB  r .sin 
AOB (với r là bán kính đường O  AB 2 2
tròn mặt đáy hình nón). Do đó để S lớn nhất khi sin  AOB  1. Khi đó O  AB 3 a V  . max 12 Chọn C. TOANMATH.com Trang 17
Ví dụ 10: Cho hình nón  N có đỉnh S, chiều cao h. Một hình nón  N 2  1 
có đỉnh là tâm của đáy  N và có đáy là một thiết diện song song với 1 
đáy của  N như hình vẽ. 2 
Khối nón  N có thể tích lớn nhất khi chiều cao x bằng 2  h h 2h h 3 A. . B. . C. . D. . 2 3 3 3 Hướng dẫn giải
Xét mặt cắt qua trục hình nón và kí hiệu như hình vẽ. Với O, I lần lượt là
tâm đáy của hình nón  N , N ; R, r lần lượt là các bán kính của hai 1   2 
đường tròn đáy của  N , N . 1   2  SI r h  x r R h  x Ta có     r  . SO R h R h
Thể tích khối nón  N là 2  1 1 R h  x2 2 2 R  V  r  x   x  .x h  x . N 2 2  2 2  2 3 3 h 3h
Xét hàm f  x  xh  x2 3 2 2
 x  2hx  h x trên 0;h. Ta có x  h f  x 2 2
 3x  4hx  h ; f x  0   h .  x   3
Lập bảng biến thiên ta có h
Vậy f  x đạt giá trị lớn nhất trên khoảng 0;h tại x  . 3 TOANMATH.com Trang 18 Chọn B.
Ví dụ 11: Xét các hình nón có đường sinh với độ dài đều bằng 10cm.
Chiều cao của hình nón có thể tích lớn nhất là 5 3 10 3 A. 5 3 cm. B. 10 3 cm. C. cm. D. cm. 3 3 Hướng dẫn giải
Xét hình nón có chiều cao là x cm và bán
kính đáy là y cm (x, y dương). Ta có 2 2 2 2 2
x  y  10  y  100  x , ta có
điều kiện x, y 0;10 . Thể tích khối nón là 1 1 2 V  r  h   2 100  x  x . 3 3
Xét hàm số f  x   2  x  3 100
x  100x  x , x 0;10 ; f  x 10 3 2
100  3x ; f x  0  x  . 3 Bảng biến thiên 10 3
Ta thấy V lớn nhất khi f  x lớn nhất tại x  cm. 3 Chọn D.
Ví dụ 12: Giả sử đồ thị hàm số y   2 m   4 2 2
1 x  2mx  m 1 có 3 điểm
cực trị là A, B, C mà x  x  x . Khi quay tam giác ABC quanh cạnh A B C
AC ta được một khối tròn xoay. Giá trị của m để thể tích của khối tròn
xoay đó lớn nhất thuộc khoảng nào trong các khoảng dưới đây? A. 4;6 . B. 2;4 . C. 2;0 . D. 0;2 . Hướng dẫn giải TOANMATH.com Trang 19 y   2 m   3 x  mx  x  2 m   2 4 1 4 4 1 x  m . x  0 y  0  4x  2 m   2 1 x  m  0       m  . x   m  0 2    m 1
Với m  0 thì đồ thị hàm số có 3 điểm cực trị (với x  x  x ) là A B C 2  m m  2 A  ;   m 1; B    2 0; m 1 ; 2 2  m 1 m 1   2  m m  2 C  ;   m 1  . 2 2 m 1 m 1     
Quay ABC quanh AC thì được khối tròn xoay có thể tích là 2 2 9 1 2 2  m  m 2 m 2 2 V  2. r  h  B  I .IC   .     . 2 2 3 3 3  m 1 m 1 3  2 m  5 1 9 m Xét hàm f m   . m  5 2 1 8 m  2 9  m  Ta có f m 
; f  m  0  m  3 m  0 . 6      2 m   1 Ta có bảng biến thiên
Vậy thể tích cần tìm lớn nhất khi m  3 . Chọn B.
Ví dụ 13: Cho tam giác ABC vuông tại A, có AB  6cm, AC  3 cm. Gọi
M điểm di động trên cạnh BC sao cho MH vuông góc với AB tại H. Cho
tam giác AHM quay quanh cạnh AH tạo nên một hình nón, thể tích lớn
nhất của hình nón được tạo thành là TOANMATH.com Trang 20  4 8 A. . B. . C. . D. 4 . 3 3 3 Hướng dẫn giải
Đặt AH  x cm, 0  x  6 .
Khi đó BH  6  x cm .
Xét tam giác BHM vuông tại H. HM Ta có tan  HBM  BH  HM  BH.tan  HBM  6  x.tan  HBM . AC Mà  HBM   3 1 tan tan ABC    . AB 6 2 Do đó HM    x 1 6 . . 2
Thể tích của khối nón tạo thành khi tam giác AHM quay quanh cạnh AH 1  1  là V  AH. .  HM  . . x 6  x2 2   3 2 x 12x  36x (1). 3 3 4 12 Xét hàm số f  x 3 2
 x 12x  36x với 0  x  6 , ta có   f  x x 2 2
 3x  24x  36; f  x 2
 0  3x  24x  36  0   . x  6
Bảng biến thiên của hàm số f  x 3 2
 x 12x  36x với 0  x  6
Từ (1) và bảng biến thiên ta có thể tích lớn nhất của khối nón tạo thành là  8 V  .32  . 12 3 Chọn C.
Ví dụ 14: Cho hình lập phương ABCD.AB C  D
  có thể tích bằng 1.
Gọi  N  là một hình nón có tâm
đường tròn đáy trùng với tâm của
hình vuông ABCD, đồng thời các
điểm A , B ,C , D nằm trên các TOANMATH.com Trang 21
đường sinh của hình nón như hình vẽ. Thể tích khối nón  N  có giá trị nhỏ nhất bằng 2 3 9 9 A. . B. . C. . D. . 3 4 8 16 Hướng dẫn giải
Xét phần mặt cắt qua trục hình nón và đi qua mặt phẳng  AAC C   , kí
hiệu như hình vẽ. Với I, H lần lượt là tâm của hình vuông ABCD, AB C  D
  và đỉnh A nằm trên đường sinh EF của hình nón. 2
Hình lập phương có thể tích bằng 1 nên AA  HI  1, AH  . 2
Đặt EH  x  x  0 . Khi đó, ta có EH AH x 2 2  x 1     FI   r   . EI FI x 1 2FI 2  x 
Thể tích khối nón  N  là 2 1 1  x 1  x 1 2 V  r  EI   x   . N      3   1 2 3 6  x  6 x x 1 x  2 x 1 Xét hàm số f  x  3 
trên 0;. Ta có f  x   2  . 2 x 3 x Lập bảng biến thiên 27 9 Ta được min f  x  tại x  2 . Suy ra minV  .  N  0; 4 8 Chọn C.
Ví dụ 15: Một hình nón đỉnh S bán kính đáy R  a 3 , góc ở đỉnh là TOANMATH.com Trang 22
120 . Mặt phẳng qua đỉnh hình nón cắt hình nón theo thiết diện là một
tam giác. Diện tích lớn nhất của tam giác đó bằng 3 A. 2 3a . B. 2 2a . C. 2 a . D. 2 2 3a . 2 Hướng dẫn giải
Giả sử SAM là thiết diện tạo bởi mặt phẳng và hình nón.
Gọi AM  x 0  x  2a 3.
Gọi H là trung điểm của AM
 OH  AM  AM  SOH   AM  SH .  AO SA   2a   Vì  ASB     sin 60 120 ASO  60   . AO SO   a   tan 60 2 2 x x 2 2 2 2 2 2 OH  OA  AH  3a 
 SH  OH  SO  4a  . 4 4 2 1 1 x 2 S  AM.SH  x 4a  . S  AM 2 2 4 Ta có    2 2  2 2 1 x x 16a  2x 2 S   4a    
 S  0  x  2a 2 . 2 2 2  4  2 x 2 x  4 4a   8 4a   4  4 2  S  2a . Chọn B. max TOANMATH.com Trang 23
Ví dụ 16: Cho mặt cầu S  bán kính R. Hình nón  N  thay đổi có đỉnh
và đường tròn đáy thuộc mặt cầu S  . Thể tích lớn nhất của khối nón N  là 3 32 R  3 32R 3 32 R  3 32R A. . B. . C. . D. . 81 81 27 27 Hướng dẫn giải
Ta có thể tích khối nón đỉnh S lớn hơn
hoặc bằng thể tích khối nón đỉnh S . Do
đó chỉ cần xét khối nón đỉnh S có bán
kính đường tròn đáy là r và đường cao
là SI  h với h  R . Thể tích khối nón được tạo nên bởi N  là 1 1 2 V  hS  h  r C  . . 3 3 1  . . h  R  h  R2 2  3   1   3 2 h  2h R . 3 Xét hàm số f h 3 2
 h  2h R với h R;2R. Ta có f h 2  3h  4hR . 4R
Chú ý: Sau khi tính được f h 2  0  3
 h  4hR  0  h  0 (loại) hoặc h  . 3 1 V   3 2 h  2h R ta có Bảng biến thiên 3 thể làm như sau: 1 V   3 2 h  2h R 3 1 2  h  2R  h 3   . h h4R  2h 6 32 4R Ta có max f h 3  R tại h  . 3 27 3
  h  h  4R  2h     6  3 
Vậy thể tích khối nón được tạo nên bởi  N  có giá trị lớn nhất là 3 32 R  1 32 32 4R  . 3 3 V   R  R  khi h  . 81 3 27 81 3
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ Chọn A. TOANMATH.com Trang 24 4R khi h  4R  2h  h  . 3
Bài tập tự luyện dạng 3
Câu 1: Cho một hình nón đỉnh S có chiều cao bằng 8 cm bán kính đáy bằng 6 cm. Cắt hình nón đã cho
bởi một mặt phẳng song song với mặt phẳng chứa đáy được một hình nón  N  đỉnh S có đường sinh
bằng 4 cm. Thể tích của khối nón  N  là 768 786 2304 2358 A. 3 V   cm . B. 3 V   cm . C. 3 V   cm . D. 3 V   cm 125 125 125 125
Câu 2: Cho hình nón  N  có bán kính đáy bằng a và diện tích xung quanh 2 S  2 a  . Tính thể tích V xq
của khối chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD nội tiếp đáy của khối nón  N  và đỉnh S trùng với đỉnh của khối nón  N  . 3 2 5a 3 2 2a 3 2 3a A. V  . B. V  . C. 3 V  2 3a . D. V  . 3 3 3
Câu 3: Cho hình nón đỉnh S, đáy là đường tròn nội tiếp tam giác ABC. Biết rằng AB  BC  10a ,
AC  12a , góc tạo bởi hai mặt phẳng SAB và  ABC bằng 45. Thể tích V của khối nón đã cho là A. 3 V  3 a  . B. 3 V  9 a  . C. 3 V  27 a  . D. 3 V  12 a  .
Câu 4: Cắt hình nón S bởi một mặt phẳng đi qua trục ta được thiết diện là một tam giác vuông cân, cạnh
huyền bằng a 2 . Thể tích khối nón bằng a  2 3 a  2 2 a  2 3 a  2 A. . B. . C. . D. . 4 6 12 12
Câu 5: Cho hình nón có góc ở đỉnh bằng 60 , diện tích xung quanh bằng 2 6 a
 . Thể tích V của khối nón đã cho là 3 3 a  2 3 a  2 A. V  . B. V  . C. 3 V  3 a  . D. 3 V  a  . 4 4
Câu 6: Cho hình nón  N  có góc ở đỉnh bằng 60 . Mặt phẳng qua trục của  N  cắt  N  theo một thiết
diện là tam giác có bán kính đường tròn ngoại tiếp bằng 2. Tính thể tích khối nón  N  . A. V  3 3 . B. V  4 3 . C. V  3 . D. V  6 .
Câu 7: Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a. Hình nón  N  có đỉnh A và đường tròn đáy là đường tròn
ngoại tiếp tam giác BCD. Thể tích V của khối nón  N  là 3  3a 3 6a 3  6a 3  6a A. V  . B. V  . C. V  . D. V  . 27 27 9 27
Câu 8: Cho hình nón có thiết diện qua trục là tam giác đều. Gọi V , V lần lượt là thể tích của khối cầu 1 2 V
nội tiếp ngoại tiếp và nội tiếp hình nón đã cho. Tính 1 V2 A. 4. B. 2. C. 8. D. 16. TOANMATH.com Trang 25
Câu 9: Với một đĩa phẳng hình tròn bằng thép bán kính R, phải làm một cái phễu bằng cách cắt đi một
hình quạt của đĩa này và gấp phần còn lại thành một hình nón. Gọi độ dài cung tròn của hình quạt còn lại
là x. Tìm x để thể tích khối nón tạo thành nhận giá trị lớn nhất. 2 R  6 2 R  2 2 R  3 R  6 A. x  . B. x  . C. x  . D. x  . 3 3 3 3
Câu 10: Hình nón gọi là nội tiếp mặt cầu nếu đỉnh và đường tròn đáy của hình nón nằm trên mặt cầu.
Tìm chiều cao h của hình nón có thể tích lớn nhất nội tiếp mặt cầu có bán kính R cho trước. 3R 5R 5R 4R A. h  . B. h  . C. h  . D. . 2 2 4 3
Câu 11: Cho mặt cầu S  có bán kính R không đổi, hình nón H  bất kì nội tiếp mặt cầu S  . Thể tích V
khối nón H  là V ; và thể tích phần còn lại của khối cầu là V . Giá trị lớn nhất của 1 bằng 1 2 V2 81 76 32 8 A. . B. . C. . D. . 32 32 81 19
Dạng 4: Bài toán thực tế về hình nón, khối nón Phương pháp giải
Sử dụng tổng hợp các kiến thức từ các dạng toán 1, Ví dụ: Người thợ gia công của một cơ sở chất
2, và 3 để giải các bài toán thực tế về hình nón hay lượng cao X cắt một miếng tôn hình tròn với bán khối nón.
kính 60 cm thành ba miếng hình quạt bằng nhau.
Sau đó người thợ ấy quấn và hàn ba miếng tôn đó
để được ba cái phễu hình nón. Hỏi thể tích V của
mỗi cái phễu đó bằng bao nhiêu? 16000 2 16 2 A. V  lít. B. V  lít. 3 3 16000 2 160 2 C. V  lít. D. V  lít 3 3 Hướng dẫn giải Đổi 60 cm = 6 dm.
Đường sinh của hình nón tạo thành là   6 dm.
Chu vi đường tròn ban đầu là C  2 R   12 .
Gọi r là bán kính đường tròn đáy của hình nón tạo thành. TOANMATH.com Trang 26
Chu vi đường tròn đáy của hình nón tạo thành là 2 .  6 4 2 r    4 (dm)  r   2 (dm). 3 2
Đường cao của khối nón tạo thành là 2 2 2 2
h    r  6  2  4 2 .
Thể tích của mỗi phễu là 1 1 16 2 2 2 V  r  h  2 .4 2   3 dm  3 3 3 16 2  (lít). 3 Chọn B. Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Hai chiếc ly đựng chất lỏng giống hệt nhau, mỗi chiếc có phần
chứa chất lỏng là một khối nón có chiều cao 2dm (mô tả như hình vẽ).
Ban đầu chiếc ly thứ nhất chứa đầy chất lỏng, chiếc ly thứ hai để rỗng.
Người ta chuyển chất lỏng từ ly thứ nhất sang ly thứ hai sao cho độ cao
của cột chất lỏng trong ly thứ nhất còn 1dm. Tính chiều cao h của cột chất
lỏng trong ly thứ hai sau khi chuyển (độ cao của cột chất lỏng tính từ đỉnh
của khối nón đến mặt chất lỏng – lượng chất lỏng coi như không hao hụt
khi chuyển. Tính gần đúng h với sai số không quá 0,01dm).
A. h  1,73dm. B. h  1,89 dm.
C. h  1,91dm. D. h  1, 41dm. Hướng dẫn giải
Có chiều cao hình nón khi đựng đầy
nước ở ly thứ nhất AH  2 .
Chiều cao phần nước ở ly thứ nhất sau
khi đổ sang ly thứ hai AD  1.
Chiều cao phần nước ở ly thứ hai sau
khi đổ sang ly thứ hai AF  h . Theo Ta-lét ta có TOANMATH.com Trang 27 R AD 1 R AF h   R Rh ,   suy ra R  , R  . R AH 2 R AH 2 2 2
Thể tích phần nước ban đầu ở ly thứ nhất 2 V  2 R  . 2 3 R  h
Thể tích phần nước ở ly thứ hai 2 V  R   h  . 1 4 2 R 
Thể tích phần nước còn lại ở ly thứ nhất V  . 2 4 2 3 2 3 R  h R  h 1 Mà 2 3 V  V V    2 R  
  2  h  7  1,91. 1 2 4 4 4 4 Chọn C.
Ví dụ 2: Một bể nước lớn của khu công nghiệp có phần chứa nước là một
khối nón đỉnh S phía dưới (hình vẽ), đường sinh SA  27 mét. Có một lần
lúc bể chứa đầy nước, người ta phát hiện nước trong bể không đạt yêu cầu
về vệ sinh nên lãnh đạo khu công nghiệp cho thoát hết nước để làm vệ
sinh bể chứa. Công nhân cho thoát nước ba lần qua một lỗ ở đỉnh S. Lần
thứ nhất khi mực nước tới điểm M thuộc SA thì dừng, lần thứ hai khi mực
nước tới điểm N thuộc SA thì dừng, lần thứ ba mới thoát hết nước. Biết
rằng lượng nước mỗi lần thoát bằng nhau. Tính độ dài đoạn MN. A. 3 27 2   1 m. B. 3 9 9  3 4   1 m. C. 3 9 9  3 2   1 m. D. 3 9 3  3 2   1 m. Hướng dẫn giải
Ta gọi V , V , V lần lượt là thể tích khối nón có đường sinh là SN, SM, 1 2 SA. SM SE EM
Do SEM đồng dạng với SOA nên ta có   . SA SO OA TOANMATH.com Trang 28 1 2 .  EM .SE 3 3 V 2  SA  2  SM  Lại có 2 3 3       SM  13122     V 1 2 3  SM  3  27 .OA .SA   3 3 3 V  SN  1  SN  Tương tự 1 3     SN  6561     . V  SA  3  27  Vậy 3 3
MN  SM  SN  13122  6561 . Chọn C.
Bài tập tự luyện dạng 4
Câu 1: Cho một tấm bìa có hình dạng tam giác vuông, biết b và c là độ dài hai cạnh góc vuông của tấm
bìa. Trên tấm bìa đó ta chọn cạnh huyền làm trục rồi quay xung quanh tấm bìa đó (kể cả điểm trong) với
trục tạo thành một khối tròn xoay. Thể tích V khối tròn xoay sinh ra bởi tấm bìa đó là 2 2 b c 2 2 b  c 2 2 2 b  c 2 2 b  c A. V  . B. V  . C. V  . D. V  . 2 2 3 b  c 2 2 3 b  c 2 2 3 b  c  2 2 3 2 b  c 
Câu 2: Cho khối gỗ hình trụ có bán kính 3 cm và chiều cao 6 cm, đáy là hai hình tròn tâm O và O . Đục
khối gỗ này tạo ra hai khối nón có đỉnh nằm trên OO và đáy trùng với hai đáy của khối gỗ sao cho góc ở
đỉnh bằng 60 (như hình vẽ) và OI  x 3 2  x  3 3. Giá trị nhỏ nhất của tổng diện tích xung quanh
hai hình nón đã đục bằng A. 2 12 cm . B. 2 14 cm . C. 2 44 cm . D. 2 72 cm .
Câu 3: Một tấm tôn hình tam giác đều SBC có độ dài cạnh bằng 3. K là trung điểm BC. Người ta dùng
compa vạch một cung tròn MN có tâm là S, bán kính SK. Lấy phần hình quạt gò thành hình nón không có
mặt đáy với đỉnh là S, cung MN thành đường tròn đáy của hình nón (hình vẽ). Tính thể tích khối nón trên.  105 3 3 3  141 A. . B. . C. . D. . 64 32 32 64 TOANMATH.com Trang 29 ĐÁP ÁN
Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết về mặt nón, hình nón, khối nón 1 - D 2 - B 3 - A 4 - D
Dạng 2: Bài toán tính diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, độ dài đường sinh, chiều cao, bán
kính đáy, thiết diện của hình nón 1 - A 2 - C 3 - D 4 - B 5 - D 6 - D 7 - C 8 - B
Dạng 3: Bài toán tính thể tích khối nón, bài toán cực trị 1 - A 2 - D 3 - B 4 - D 5 - C 6 - C 7 - D 8 - C 9 - A 10 - D 11 - D
Dạng 4: Bài toán thực tế về hình nón, khối nón 1 - B 2 - A 3 – A TOANMATH.com Trang 30