Bài 3 trang 39 sách giáo khoa hình học lớp 12

Bài 3. Cho hình nón tròn xoay có đường cao h = 20 cm, bán kính đáy r = 25 cm.

Bài 3. Cho hình nón tròn xoay có đường cao h = 20 cm, bán kính đáy r = 25 cm.

a) Tính diện tích xung quanh của hình nón đã cho.

b) Tính thể tích của khối nón được tạo bởi hình nón đó.

c) Một thiết diện đi qua đỉnh của hình nón có khoảng cách từ tâm của đáy đến mặt phẳng chứa thiết diện là 12 cm. Tính diện tích thiết diện đó.

Hướng dẫn giải:

a) Giả sử SA = l là độ dài đường sinh, SH = h là chiều cao hình nón.

Trong tam giác vuông SOA ta có:

\(\eqalign{
& S{A^2} = S{O^2} + O{A^2} = {h^2} + {r^2} = {20^2} + {25^2} = 1025 \cr
& \Rightarrow SA = \sqrt {1025} \cr}\) 

Diện tích xung quanh hình nón là:

\({S_{xq}} = \pi rl = \pi .25\sqrt {1025}  \approx 2514,5\left( {c{m^2}} \right)\)

b) Thể tích khối nón là:

\(V = {1 \over 3}\pi {r^2}h = {1 \over 3}\pi {.25^2}.20 \approx 13083,3\left( {c{m^3}} \right)\)

c) Giả sử thiết diện SAB đi qua đỉnh S cắt đường tròn đáy tại A và B. Gọi I là trung điểm cỉa dây cung AB. Từ tâm O của đáy vẽ OH vuông goc với SI.

Ta có \(\left\{ \matrix{
AB \bot OI \hfill \cr 
AB \bot SO \hfill \cr} \right. \Rightarrow AB \bot \left( {SOI} \right) \Rightarrow AB \bot OH\)

Từ đó \(\left\{ \matrix{
OH \bot AB \hfill \cr 
OH \bot SI \hfill \cr} \right. \Rightarrow OH \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow OH = 12cm\)

Trong tam giác vuông SOI ta có: \({1 \over {O{H^2}}} = {1 \over {O{I^2}}} + {1 \over {O{S^2}}}\)

\(\eqalign{
& \Rightarrow {1 \over {O{I^2}}} = {1 \over {O{H^2}}} - {1 \over {O{S^2}}} \cr
& = {1 \over {{{12}^2}}} - {1 \over {{{20}^2}}} = {{256} \over {57600}} = {1 \over {225}} \cr
& \Rightarrow OI = 15cm \cr} \)

Xét tam giác vuông OAI ta có AI² = OA² – OI² = 25² – 15² = 20²

Vậy AI = 20cm

Ta có: \(SI.OH = SO.OI \Rightarrow SI = {{SO.OI} \over {OH}} = {{20.15} \over {12}} = 15cm\)  

Vậy diện tích thiết diện SAB là: \({S_{SAB}} = {1 \over 2}SI.AB = 25.20 = 500\left( {c{m^2}} \right)\)