Chuyên Ngoại Ngữ - Hà Nội - 2019 Sử dụng mảnh inox hình chữ nhật ABCD có diện tích bằng 1m và cạnh 2 BCx m để làm một thùng đựng nước có đáy, không có nắp theo quy trình như sau: Chia
Trang 1Câu 1 (Đề Tham Khảo 2017) Cho mặt cầu tâm O bán kính R Xét mặt phẳng P thay đổi cắt mặt
cầu theo giao tuyến là đường tròn C Hình nón N có đỉnh S nằm trên mặt cầu, có đáy là đường tròn C và có chiều cao h h R Tính h để thể tích khối nón được tạo nên bởi N
Trang 2Câu 2 (Đề chính thức 2019) Trong không gian Oxyz , cho mặt cầu S :x2y2 z 22 3 Có
tất cả bao nhiêu điểm A a b c ( , , ; ; a b c là các số nguyên) thuộc mặt phẳng Oxy sao cho có
ít nhất hai tiếp tuyến của S đi qua A và hai tiếp tuyến đó vuông góc với nhau?
Lời giải Chọn A
a b Lúc này các tiếp tuyến của S thuộc tiếp diện của
S tại A nên có vô số các tiếp tuyến vuông góc nhau
Trường hợp này ta có 4 cặp giá trị của a b; là 0; 0 ; 1; 1
* Xét trường hợp A ở ngoài S Khi đó, các tiếp tuyến của S đi qua A thuộc mặt nón đỉnh
A Nên các tiếp tuyến này chỉ có thể vuông góc với nhau tại A
Điều kiện để có ít nhất 2 tiếp tuyến vuông góc là góc ở đỉnh của mặt nón lớn hơn hoặc bằng90
Giả sử A N A M ; là các tiếp tuyến của S thỏa mãn AN AM (N M; là các tiếp điểm)
Trang 3Dễ thấy A NIM là hình vuông có cạnh IN R 3 và IA 3 2 6
Điều kiện phải tìm là
Vậy có 12 điểm A thỏa mãn yêu cầu
Câu 3 (Chuyên Phan Bội Châu - Nghệ An - Lần 2 - 2019) Người ta xây một sân khấu với sân có
dạng của hai hình tròn giao nhau Bán kính của hai hình tròn là 20 m và 15 m Khoảng cách giữa hai tâm của hai hình tròn là 30 m Chi phí làm mỗi mét vuông phần giao nhau của hai hình tròn là 300 nghìn đồng và chi phí làm mỗi mét vuông phần còn lại là 100 nghìn đồng Hỏi số tiền làm mặt sân khấu gần với số nào nhất trong các số dưới đây?
A 218 triệu đồng B 202 triệu đồng
C 200 triệu đồng D 218 triệu đồng
Lời giải Chọn A
Gọi O , 1 O lần lượt là tâm của hai đường tròn bán kính 2 20 m và 15 m A , B là hai giao điểm
của hai đường tròn
Trang 4Suy ra diện tích hình quạt tròn O AB là 1 1
Chi phí làm sân khấu phần giao nhau 60.300 000 18 000 000 (nghìn đồng)
Tổng diện tích của hai hình tròn là 2 2 2
Câu 4 (Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dương - Lần 1 - 2019) Cho hình phẳng D giới hạn bởi các
đường y x ,ysinx và x 0 Gọi V là thể tích khối tròn xoay tạo thành do D quay quanh trục hoành và V p4, p Giá trị của 24 p bằng
Lời giải Chọn A
Phương trình hoành độ giao điểm của hai đồ thị hàm số y x và ysinx là
x x x x
Trang 5Với x 2 thì xsinx 2 1 nên phương trình * vô nghiệm
Hàm số y f x xsinx có y 1 cosx0 2 ; 2 và f nên phương trình * có nghiệm duy nhất là x trên 2 ; 2
Suy ra trục Ox chia D thành 2 hình phẳng D1 và D2 như hình vẽ và khối tròn xoay sinh
ra khi D quay quanh Ox là hợp của hai khối tròn xoay sinh ra khi D1 và D2 lần lượt
D quay quanh trục Ox cũng chính là khối tròn xoay sinh ra khi D2 quay quanh trục Ox
và khối này là một khối nón có chiều cao và bán kính đáy
V , suy ra 24p 8
Câu 5 (Chuyên Sơn La - Lần 1 - 2019) Cho hai mặt cầu S và 1 S2 đồng tâm O, có bán kình lần
lượt là R 1 2 và R 2 10 Xét tứ diện ABCD có hai đỉnh A B, nằm trên S và hai đỉnh 1
,
C D nằm trên S2 Thể tích lớn nhất của khối tứ diện ABCD bằng
Lời giải Chọn D
Dựng mặt phẳng P chứa AB và song song với CD, cắt O R theo giao tuyến là đường ; 1
J
I
O A'
C'
A B
D B
J
I
O A
C
Trang 6x y
Câu 6 (HSG 12 - Sở Quảng Nam - 2019)Cho mặt cầu S có bán kính bằng 2 và có một đường tròn
lớn là C Khối nón N có đường tròn đáy là C và thiết diện qua trục là tam giác đều Biết rằng phần khối nón N chứa trong mặt cầu S có thể tích bằng a b 3 , với a b, là các số
Trang 7Gọi thể tích khối nón có bán kính đáy OC và đường cao OA là: V1
Thể tích khối nón có bán kính đáy IM và đường cao IA là: V2
Do ABC là tam giác đều nên M là trung điểm của AC và OA2 3,IM1
Câu 7 (Chuyên Ngoại Ngữ - Hà Nội - 2019) Sử dụng mảnh inox hình chữ nhật ABCD có diện tích
bằng 1m và cạnh 2 BCx m để làm một thùng đựng nước có đáy, không có nắp theo quy trình như sau: Chia hình chữ nhật ABCD thành hai hình chữ nhật ADNM và BCNM, trong đó phần hình chữ nhật ADNM được gò thành phần xung quanh hình trụ có chiều cao bằng AM ;
phần hình chữ nhật BCNM được cắt ra một hình tròn để làm đáy của hình trụ trên (phần inox còn thừa được bỏ đi) Tính gần đúng giá trị x để thùng nước trên có thể tích lớn nhất (coi như các mép nối không đáng kể)
Trang 8A 1, 37 m B 1, 02 m C 0, 97 m D 1m
Lời giải Chọn B
4R (tham khảo hình vẽ bên dưới)
Thể tích của khối bê tông (làm tròn đến chữ số thập phân thứ ba) bằng
A 2,815m 3 B 2,814m 3 C 3, 403m 3 D 3,109m 3
Trang 9Câu 9 (Chuyên Nguyễn Du - ĐakLak - Lần 2 - 2019) Cho tứ diện đều ABCD cạnh a Gọi K là
trung điểm AB , gọi M N lần lượt là hình chiếu vuông góc của K lên , AD AC Tính theo , a
bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp K CDMN
KC DH AN AC HK
Trang 10Chọn hệ trục Oxyz sao cho 0; 0; 0 , 0; ; 0 ,1 3; 0; 0 , 3; 0; 6
Câu 10 (Kim Liên - Hà Nội - Lần 3 - 2019)Một khối đồ chơi có dạng khối nón Chiều cao bằng 20 cm
, trong đó có chứa một lượng nước Nếu đặt khối đồ chơi theo hình H1 thì chiều cao của lượng nước bằng 2
3 chiều cao của khối nón Hỏi nếu đặt khối đồ chơi theo hình H2 thì chiều cao h của
lượng nước trong khối đó gần với giá trị nào sau đây?
A 2 , 21cm B 5, 09 cm C 6, 67 cm D 5, 93cm
Lời giải Chọn A
Ta xét hình H1
Trang 11Gọi V , h , 1 r1 lần lượt là thể tích, chiều cao và bán kính đáy của khối nón
Ta gọi V , '' h , r' lần lượt là thể tích, chiều cao và bán kính đáy của khối nón do nước tạo ra
Ta có:
2
1 1
13
Ta xét hình H2, vì lượng nước không đổi nên thể tích của nước ở hai hình sẽ bằng nhau
Ta gọi V , "" h , " lần lượt là thể tích, chiều cao và bán kính đáy của khối nón nhỏ
Câu 11 (Chuyên Thái Bình - Lần 5- 2019)Cho mặt cầu S có bán kính bằng 3 m , đường kính AB
Qua A và B dựng các tia At Bt tiếp xúc với mặt cầu và vuông góc với nhau 1, 2 M và N là
hai điểm lần lượt di chuyển trên At Bt sao cho MN cũng tiếp xúc với 1, 2 S Biết rằng khối tứ diện ABMN có thể tích V m 3 không đổi V thuộc khoảng nào sau đây?
A 17; 21 B 15;17 C 25; 28 D 23; 25
Lời giải Chọn A
Trang 12Giả sử MN tiếp xúc S tại H
Câu 12 (Chuyên Hoàng Văn Thụ - Hòa Bình - Lần 4 - 2019) Cho hình thang ABCD vuông tại A và
D có CD2AB2AD4 Thể tích của khối tròn xoay sinh ra bởi hình thang ABCD khi quay xung quanh đường thẳng BC bằng
Trang 13Lời giải Chọn A
Gọi V1 là thể tích khối nón được tạo thành do tam giác ABH quay xung quanh cạnh BH
Gọi V2 là thể tích khối nón cụt được tạo thành do hình thang AHBD quay xung quanh cạnh
BH
Gọi V3 là thể tích khối nón được tạo thành do tam giác DBC quay xung quanh cạnh BC
Vậy thể tích Vcủa khối tròn xoay sinh ra bởi hình thang ABCD khi quay xung quanh đường thẳng BC bằng V2V3V1
C
A
BD
E
CH
Trang 14Câu 13 (Thi thử Bạc Liêu – Ninh Bình lần 1)Cho tam giác OAB vuông cân tại O, có OA 4 Lấy
điểm M thuộc cạnh AB ( M không trùng với A , B ) và gọi H là hình chiếu của M trên OA Tìm giá trị lớn nhất của thể tích khối tròn xoay được tạo thành khi quay tam giác OMH quanh
Câu 14 Gia đình An làm bể hình trụ có thể tích 150 m3 Đáy bể làm bằng bê tông giá 100000 / m2 Phần
thân làm bằng tôn giá 90000 / m2, nắp bằng nhôm giá 120000m2 Hỏi khi chi phí làm bể đạt mức thấp nhất thì tỷ số giữa chiều cao bể và bán kính đáy là bao nhiêu?
Gọi chiều cao của bể là h, bán kính đáy là R, điều kiện: ,h R0
Trang 15Câu 15 (SGD Nam Định) Người ta thiết kế một thùng chứa hình trụ (như hình vẽ) có thể tích V nhất
định Biết rằng giá của vật liệu làm mặt đáy và nắp của thùng bằng nhau và đắt gấp ba lần so với giá vật liệu để làm mặt xung quanh của thùng (chi phí cho mỗi đơn vị diện tích) Gọi chiều cao
Gọi x là giá vật liệu làm mặt xung quanh (cho mỗi đơn vị diện tích)
Thể tích của thùng V r h2 không đổi Suy ra h V2
Trang 16Câu 16 Cho mặt cầu S tâm O, bán kính R Xét mặt phẳng P thay đổi cắt mặt cầu theo giao tuyến
là đường tròn C Hình trụ T nội tiếp mặt cầu S có một đáy là đường tròn C và có chiều cao là h h 0 Tính h để thể tích khối trụ T có giá trị lớn nhất
Gọi r là bán kính của đường tròn C , 0 r R
Do tính đối xứng nên đường cao hình trụ T đi qua tâm O của mặt cầu S và O là trung
điểm của PQ với , P Q là tâm các đường tròn đáy của hình trụ T
Ta có V đạt giá trị lớn nhất trên 0; R khi hàm số f t đạt giá trị lớn nhất trên 0; R2
Từ bảng biến thiên ta có f t đạt giá trị lớn nhất trên 2
Câu 17 (CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN QUẢNG TRỊ 2019)Một khối đồ chơi bằng gỗ có các hình chiếu
đứng, hình chiếu cạnh và hình chiếu bằng như hình bên (các kích thước cho như trong hình)
r R
O P
Q
4R627 +
t y'
Trang 17-Tính thể tích của khối đồ chơi đó (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)
Lời giải Chọn B
Từ các hình chiếu ta có khối đồ chơi như hình vẽ
Thể tích khối đồ chơi:
228.54.36 16.20.12 30.16.36 11 14 27990,14
Câu 18 Một bạn A có một cốc thủy tinh hình trụ, đường kính trong lòng cốc là 6 cm, chiều cao trong
lòng cốc là 10 cm đang đựng một lượng nước Bạn A nghiêng cốc nước, vừa lúc khi nước chạm miệng cốc thì ở đáy mực nước trùng với đường kính đáy Tính thể tích lượng nước trong cốc
A 15 cm 3 B 70 cm 3 C 60 cm 3 D 60 cm 3
Lời giải Chọn D
Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ:
Trang 183 cm
R là bán kính đáy cốc, h 10 cm là chiều cao của cốc
Thiết diện cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ x 3 x3 là một tam giác ABC vuông tại B có độ dài cạnh AB R2x2 9x2 và
3 3
Câu 19 (THPT Cẩm Bình Hà Tỉnh lần 1 năm 18-19) Anh H dự định làm một cái thùng đựng dầu hình
trụ bằng sắt có nắp đậy thể tích 12 m3 Chi phí làm mỗi m2 đáy là 400 ngàn đồng, mỗi m2 nắp
là 200 ngàn đồng, mỗi m2 mặt xung quanh là 300 ngàn đồng Để chi phí làm thùng là ít nhất thì
anh H cần chọn chiều cao của thùng gần nhất với số nào sau đây? (Xem độ dày của tấm sắt làm thùng là không đáng kể).
Lời giải Chọn D
Gọi bán kính đáy của hình trụ là R Ta có
R R
Trang 19Vậy để chi phí nhỏ nhất thì chiều cao của hình trụ là
3
12
2, 4836
Câu 20 (Bỉm Sơn - Thanh Hóa - 2019)Người ta cần làm một cái bồn chứa dạng hình trụ có thể tích
1000 lít bằng inox để chứa nước, tính bán kính R của hình trụ đó sao cho diện tích toàn phần
của bồn chứa có giá trị nhỏ nhất
V , V , lần lượt là thể tích các khối tròn xoay tạo thành khi quay hình thang 2 ABCD (kể cả các
điểm trong) quanh đường thẳng BC và AD Tìm x để 1
2
75
Dựng các điểm E , F để có các hình chữ nhật ABED và ABCF như hình vẽ
Khi quay hình thang ABCD (kể các điểm trong) quanh đường thẳng BC ta được khối tròn xoay
Trang 20Trong đó, V là thể tích khối trụ tròn xoay có bán kính đáy bằng 3 a, chiều cao bằng 3a; V là thể 4
tích khối nón tròn xoay có bán kính đáy bằng a, chiều cao bằng 3ax
Khi quay hình thang ABCD (kể các điểm trong) quanh đường thẳng AD ta được khối tròn xoay
Trong đó, V là thể tích khối trụ tròn xoay có bán kính đáy bằng 5 a, chiều cao bằng x
Theo giả thiết ta có: 1
2
75
Câu 22 (Đề thử nghiệm THPT QG 2017) Cho hai hình vuông có cùng cạnh bằng 5 được xếp chồng
lên nhau sao cho đỉnh X của một hình vuông là tâm của hình vuông còn lại (như hình vẽ) Tính thể tích V của vật thể tròn xoay khi quay mô hình trên xung quanh trục XY
Trang 21Phần 2: khối nón có chiều cao và bán kính đáy bằng 5 2
Câu 23 (THI THỬ L4-CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ-HÒA BÌNH-2018-2019)Cho hình thang
ABCD vuông tại A và D có CD2AB2AD4 Thể tích của khối tròn xoay sinh ra bởi
hình thang ABCD khi quanh xung quanh đường thẳng BC bằng
Trang 22Dễ thấy hai tam giác:ADB;DBC vuông cân Góc DBC900DBBC
Tam giác DCB quay quanh trục BC ta được khối nón N1 có bán kính r 1 2 2 và chiều cao
Tam giác ADB quay quanh trục BC ta được khối vật thể H có thể tích V 3
Hình thang vuông ADBI quay quanh trục BC ta được khối nón cụt có thể tích V 4
SD , H là giao điểm của AM và SI Gọi E , F lần lượt là hình chiếu của A lên SB SC Tính ,
thể tích V của khối nón có đáy là đường tròn ngoại tiếp tam giác EFH và đỉnh thuộc mặt phẳng
ABCD
Trang 23*) Có SAABCDSAAD SAD vuông tại A
Trang 24Câu 25 (Hội 8 trường chuyên ĐBSH - Lần 1 - Năm học 2018 - 2019)Cho mặt cầu S tâm I bán
kínhR M là điểm thỏa mãn 3
2
R
IM Hai mặt phẳng P , Q qua M tiếp xúc với S lần lượt
tại A và B.Biết góc giữa P và Q là 60o Độ dài đoạn thẳng AB là
o o
OA a OB b OCc và đôi một vuông góc với nhau Gọi r là bán kính mặt cầu tiếp xúc với
cả bốn mặt của tứ diện Giả sử a b a , c Giá trị nhỏ nhất của a
r là
Lời giải Chọn D
Trang 25Kẻ đường cao AH của tam giác ABC
ABC
S AH BC a b b c c a Vậy diện tích toàn phần của hình chóp O ABC là:
12
tp OAB OBC OCA ABC
Dấu “=” xẩy ra khi và chỉ khi ab c
Câu 27 (Sở giáo dục Cần Thơ - 2019)Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại
A và B , ABBCa AD, 2a , SA vuông góc với mặt phẳng ABCD , khoảng cách giữa hai
O
B
C A
H
Trang 26+/ Ta có: ACCDa 2,AD2a do đó tam giác ACD vuông cân tại C
Dựng H sao cho ACDH là hình vuông, tâm I
Trong (SAH), kẻ AF vuông góc SH tại F
Câu 28 (Đề Thi Thử - Sở GD Nam Định - 2019)Cho tứ diện ABCD có CDa 2, ABC là tam
giác đều cạnh a , ACD vuông tại A Mặt phẳng BCD vuông góc với mặt phẳng ABD
Thể tích khối cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD bằng
A
34
a
Lời giải Chọn A
Trong tam giác ACD có AD CD2AC2 a ACD vuông cân tại A,ABD cân tại A Gọi H K, lần lượt là trung điểm của BD CD, AHBD AK, CD
J H
D
C B
A
Trang 27Vì ABD BCDBD và AHBD nên AHBCDCDHK
Có HK BC HK , CDCDBC BCD vuông tại C Do đó AH là trục đường tròn
ngoại tiếp tam giác BCD
Trong mặt phẳng ACH, đường trung trực của AC cắt AC tại M , cắt AH tại I
Suy ra mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD có tâm I, bán kính IA
Câu 29 (Thi thử Nguyễn Huệ- Ninh Bình- Lần 3- 2019)Cho tứ diện ABCD có đáy BCD là tam giác
vuông tại C, BCCDa 3, góc ABC ADC900, khoảng cách từ B đến ACD là a 2
Khi đó thể tích khối cầu ngoại tiếp ABCD là
Vì BH CD// BH//ACDd B ACD , d H ,ACD
Ta có CDADHACD ADH theo giao tuyến AD
Kẻ HE AD EAD HE ACDd H ,ACD HEHE a 2
Trang 28R ACa Vậy thể tích khối cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD là 4 3 4 3 3
S a a
Câu 30 Cho tứ diện đều ABCD có mặt cầu nội tiếp là S1 và mặt cầu ngoại tiếp là S2 , hình lập
phương ngoại tiếp S2 và nội tiếp trong mặt cầu S3 Gọi r , 1 r , 2 r lần lượt là bán kính các 3
mặt cầu S1 , S2 , S3 Khẳng định nào sau đây đúng?
(Mặt cầu nội tiếp tứ diện là mặt cầu tiếp xúc với tất cả các mặt của tứ diện, mặt cầu nội tiếp hình lập phương là mặt cầu tiếp xúc với tất cả các mặt của hình lập phương).
A 1
2
13
Trong mặt phẳng ABH, đường thẳng trung trực của AB cắt AH tại I thì I là tâm mặt cầu
S2 ngoại tiếp tứ diện đều ABCD
Gọi M là trung điểm AB, ta có AI AM
Trang 29Bán kính mặt cầu S3 ngoại tiếp hình lập phương đó là 3 3 6 3 3 2
r
r
Câu 31 (HKI-Chuyên Long An-2019) Cho hình chóp tứ giác S ABCD có đáy ABCD là hình thang
vuông tại A và B, AB BC a, AD 2 a, SA ABCD và SAa 2 Gọi E là trung điểm của AD Kẻ EK SD tại K Tính bán kính mặt cầu đi qua sáu điểm S, A, B, C, E,
Vì E là trung điểm AD nên ABCE là hình vuông cạnh a, nên CEAD 1
Câu 32 (THPT Minh Khai - lần 1)Cho hình chóp S ABC có mặt đáy là tam giác đều cạnh bằng 2
Hình chiếu của S lên mặt phẳng ABC là điểm H nằm trong tam giác ABC sao cho
Trang 30AHB 150; BHC 120; CHA 90 Biết tổng diện tích mặt cầu ngoại tiếp các hình chóp .
Nhận xét: Cho hình chóp S ABC có SA vuông góc với đáy và r là bán kính đường tròn ngoại
tiếp tam giác ABC khi đó ta có
2 24
Trang 314 33
SH
Câu 33 Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, BDa Hình chiếu vuông góc
H của đỉnh S trên mặt phẳng đáy ABCD là trung điểm OD Đường thẳng SD tạo với đáy
một góc 60 Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S ABCD nhận giá trị nào sau đây?
BD SD SB Nên SBD vuông tại S
Từ đó ta thấy A S C, , cùng nhìn BD dưới một góc vuông Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp
Câu 34 (Chuyên Lê Quý Đôn Điện Biên Lần 2 năm 2018-2019) Trong không gian cho bốn mặt cầu
có bán kính lần lượt là 2;3;3;2 (đơn vị độ dài) đôi một tiếp xúc với nhau Mặt cầu nhỏ tiếp xúc ngoài với cả bốn mặt cầu trên có bán kính bằng
Lời giải Chọn C
Trang 32Gọi , , ,A B C D lần lượt là tâm của 4 mặt cầu đã cho Do bốn mặt cầu có bán kính lần lượt là
2;3;3;2 (đơn vị độ dài) đôi một tiếp xúc nên dễ thấy bốn mặt cầu đôi một tiếp xúc ngoài
Khi đó ta có , , ,A B C D lập thành tứ diện có độ dài các cạnh ABACBDCD5,AD 4,
Câu 35 (Trường THPT Hoàng Hoa Thám - Hưng Yên, năm 2019)Mô ̣t cái thùng đựng đầy nước
đươ ̣c ta ̣o thành từ viê ̣c cắt mặt xung quanh của mô ̣t hı̀nh nón bởi mô ̣t mă ̣t phẳng vuông góc với tru ̣c của hı̀nh nón Miệng thùng là đường tròn có bán kı́nh bằng ba lần bán kı́nh mặt đáy của thùng Người ta thả vào đó một khối cầu có đường kính bằng 3
2chiều cao của thùng nước và đo
được thể tích nước tràn ra ngoài là 3
54 3 dm Biết rằng khối cầu tiếp xúc với mặt trong của
Trang 33thùng và đúng một nửa của khối cầu đã chìm trong nước (hình vẽ) Thể tích nước còn lại trong thùng có giá trị nào sau đây?
Xét một thiết diện qua trục của hình nón như hình vẽ Hình thang cân ABCD (IJ là trục đối xứng) là thiết diện của cái thùng nước, hình tròn tâm I bán kính IH là thiết diện của khối cầu Các đường thẳng AD, BC, IJ đồng qui tại E
Đặt bán kính của khối cầu là IHR, bán kính mặt đáy của thùng là JDr, chiều cao của thùng là IJ h Ta có
Trang 34Câu 36 Trên mặt phẳng P cho góc xOy 60 Đoạn SOa và vuông góc với mặt phẳng Các
điểm M N chuyển động trên ; Ox Oy sao cho ta luôn có: OM, ON a Tính diện tích của mặt cầu S có bán kính nhỏ nhất ngoại tiếp tứ diện SOMN
A
24
a
2163
a
Lời giải Chọn A
Gọi H , I lần lượt là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác OMNvà tâm bán mặt cầu ngoại tiếp
a MN
2 23
4
a OH
a
Câu 37 Cho tứ diện ABCD có hình chiếu của A lên mặt phẳng BCDlà H nằm trong tam giác BCD
Biết rằng H cũng là tâm của một mặt cầu bán kính 3và tiếp xúc các cạnh AB AC AD Dựng , ,hình bình hành AHBS Tính giá trị nhỏ nhất của bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S BCD
Trang 35Gọi M,N,P lần lượt là hình chếu của H lên AB,AC,AD ta có
( AH là trục đường tròn MNP )
Vậy A thuộc trục đường tròn ngoại tiếp BCD
AH là trục đường tròn ngoại tiếp BCD
Gọi I=AH BSIB=IC=ID=IS Vậy I là tâm mặt cầu ngoại tiếp S.BCD
2 2
Trang 36Câu 38 (KTNL GV THPT LÝ THÁI TỔ NĂM 2018-2019)Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD là hình bình
hành, các cạnh bên của hình chóp bằng 6 cm, AB4cm Khi thể tích khối chóp S ABCD đạt giá trị lớn nhất, tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp S ABCD
Lời giải Chọn D
Gọi O là giao điểm của AC và BD
Ta có SAC cân tại S nên SO AC và SBD cân tại S nên SOBD
Gọi M là trung điểm của SA, trong SAO kẻ đường trung trực của SA cắt SO tại I
Khi đó mặt cầu ngoại tiếp khối chóp S ABCD có tâm I và bán kính RIS
Vì SMI∽SOA g g( ) nên
26
O
D
C B
A S
Trang 37Câu 39 (KTNL GV THPT LÝ THÁI TỔ NĂM 2018-2019)Cho hình tứ diện ABCD có AD ABC
, ABC là tam giác vuông tại B Biết BC 2( )cm
,AB 2 3( ),cm AD 6( )cm Quay các tam giác ABC và ABD ( bao gồm cả điểm bên trong 2 tam
giác) xung quanh đường thẳng AB ta được 2 khối tròn xoay Thể tích phần chung của 2 khối
Câu 40 (CỤM LIÊN TRƯỜNG HẢI PHÒNG NĂM 2018-2019 LẦN 01)Huyền có một tấm bìa như hình vẽ, Huyền
muốn biến đường tròn đó thành một cái phễu hình nón Khi đó Huyền phải cắt bỏ hình quạt tròn AOB
rồi dán OA, OB lại với nhau Gọi x là góc ở tâm hình quạt tròn dùng làm phễu Tìm x để thể tích phểu lớn nhất?
Trang 38Ta có diện tích của hình phểu
Câu 41 (CỤM LIÊN TRƯỜNG HẢI PHÒNG NĂM 2018-2019 LẦN 01)Cho hình trụ có hai đáy là hai hình tròn O
và O , thiết diện qua trục của hình trụ là hình vuông Gọi A B, là hai điểm lần lượt nằm trên hai đường tròn O và O Biết AB2a và khoẳng cách giữa hai đường thẳng AB và OO bằng 3
.2
a
C 14.4
a
D 14.9
a
R O
B
A
h R
B;A
O
Trang 39Lời giải Chọn C
Dựng đường sinh BC gọi H là trung điểm của đoạn AB
Câu 42 (LIÊN TRƯỜNG THPT TP VINH NGHỆ AN NĂM 2018-2019)Cho hình chóp S ABC. có đáy ABC là tam
giác vuông cân tại B, ABBC3a 2, 0
90
SAB SCB Biết khoảng cách từ A đến mặt phẳng
(SBC) bằng 2a 3 Tính thể tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S ABC.
Lời giải Chọn D
H C
B
A
O'
O
Trang 40Gọi I H lần lượt là trung điểm của cạnh , SB và AC
Mặt khác, theo giả thiết ta có ΔSAB, ΔSCB lần lượt là các tam giác vuông tại A và C
IA IB IC IS
I
là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S ABC
Mặt khác: ΔABC vuông tại B H là tâm đường tròn ngoại tiếp ΔABC
Gọi K là trung điểm của cạnh BC HKBC HK / /AB AB, BC
Lại có: BCIH IH ABC BCIHK
Mặt khác: BCSBC SBC IHK theo giao tuyến IK
Trong IHK , gọi HPIKHPSBC tại P HPd H SBC ; a 3
V πR πa