Lý thuyết, cách xác định và bài tập các công thức thể tích khối cầu

Với tài liệu về các công thức thể tích khối cầu bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Toán hơn.

 

1 72 05/08/2024


Thể tích khối cầu

1. Công thức tính thể tích khối cầu

- Khối cầu bán kính r có thể tích là

Công thức tính thể tích khối cầu

- Chú ý: Thể tích V của khối cầu bán kính r bằng thể tích khối chóp có diện tích đáy bằng diện tích mặt cầu và có chiều cao bằng bán kính của khối cầu đó.

2. Một số ví dụ

Ví dụ 1. Tính thể tích của khối cầu có bán kính bằng 5

Lời giải:

Thể tích khối cầu đã cho là V= Công thức tính thể tích khối cầu

Ví dụ 2. Cho mặt cầu có diện tích là 96πa2. Tính thể tích của khối cầu đó.

Lời giải:

Diện tích mặt cầu là S= 4πr2= 96πa2 => r = Công thức tính thể tích khối cầu

Suy ra thể tích khối cầu là: V =Công thức tính thể tích khối cầu

Ví dụ 3. Cho hình chóp S.ABC có 4 đỉnh đều nằm trên một mặt cầu. Biết và 3 cạnh SA=a , SB=2a , SC=a đôi một vuông góc. Tính diện tích mặt cầu và thể tích khối cầu đó.

Lời giải:

Công thức tính thể tích khối cầu

Ta có: Công thức tính thể tích khối cầu SA⊥(SAB)

Do SBC là tam giác vuông nên trung điểm M của BC là tâm đường tròn ngoại tiếp

Từ M kẻ đường thẳng Công thức tính thể tích khối cầu vuông góc với (SBC) => Công thức tính thể tích khối cầu// SA

Kẻ đường trung trực d của SA. d qua trung điểm N của SA và cắt tại O

Khi đó O là tâm mặt cầu ngoại tiếp S.ABC.

Tứ giác SNOM có 3 góc vuông nên là hình chữ nhật.

=> r= SO = Công thức tính thể tích khối cầu

Ta có BC= Công thức tính thể tích khối cầu

=>Công thức tính thể tích khối cầu

Diện tích mặt cầu là S= Công thức tính thể tích khối cầu= 14πa2

Thể tích mặt cầu là Công thức tính thể tích khối cầu

Ví dụ 4. Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có đáy cạnh a, mặt bên tạo với đáy góc 60° . Tính thể tích khối cầu nội tiếp hình chóp đó.

Lời giải:

Công thức tính thể tích khối cầu

Gọi M là trung điểm BC.

Gọi H là chân đường cao của hình chóp khi đó H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đều ABC => HM = Công thức tính thể tích khối cầu

Gọi I là tâm mặt cầu nội tiếp S.ABC => I ∈ SH

Ta có:

Công thức tính thể tích khối cầu=> ((SBC),(ABC)) = ∠SMH = 60°=> SH= MS.tan60° = Công thức tính thể tích khối cầu

Do I là tâm mặt cầu nội tiếp nên

r= d(I(ABC)) = d(I,(SBC)) <=> IH=IK => MI là phân giác ∠SMH

Theo tính chất phân giác ta có: Công thức tính thể tích khối cầu

Công thức tính thể tích khối cầu

Do đó: Công thức tính thể tích khối cầu=> r= IH= Công thức tính thể tích khối cầu

Vậy thể tích khối cầu là

Công thức tính thể tích khối cầu

Xem thêm các Công thức Toán lớp 12 quan trọng hay khác:

1 72 05/08/2024


Xem thêm các chương trình khác: