Kinh Tế - Quản Lý - Báo cáo khoa học - Cơ khí - Vật liệu CHUYÊN ĐỀ: KHỐI ĐA DIỆN Ngày soạn: 3108 Ngày dạy: Từ 59-1711. Mỗi tuần 1 tiết, trong 11 tuần. Dạy lớp ..... Chủ đề 1: KHÁI NIỆM VỀ KHỐI ĐA DIỆN (Tiết 1,2). I. Mục tiêu của bài (chủ đề) 1. Kiến thức: - Nắm được khái niệm khối đa diện và hình đa diện. - Phân biệt được khối đa diện và hình đa diện. - Vẽ hình biểu diễn của một khối đa diện và hình đa diện thường gặp: khối chóp, khối tứ diện. khối lăng trụ, khối hộp, khối lập phương. - Nắm được các phép biến hình trong không gian và địnhn nghĩa hai đa diện bằng nhau. 2. Kỹ năng: - Nhận biết một khối đã cho có phải là khối đa diện hay không. - Phân chia lắp ghép các khối đa diện. - Hướng đến làm các bài toán lien quan đến khối đa diện như: tính thể tích, tính diện tích thiết diện, tính khoảng cách giữa các đường thẳng… 3. Thái độ: - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức mới. Có tinh thần hợp tác trong học tập. - Liên hệ được với nhiều vấn đề trong thực tế với bài học. - Phát huy tính độc lập, sáng tạo trong học tập. 4. Định hướng phát triển năng lực: - Năng lực tạo nhóm tự học và sáng tạo để giải quyết vấn đề: Cùng nhau trao đổi và đưa ra phán đoán trong quá trình tìm hiểu các bài toán và các hiện tượng bài toán trong thực tế. - Năng lực hợp tác và giao tiếp: Tạo kỹ năng làm việc nhóm và đánh giá lẫn nhau. - Năng lực quan sát, phát hiện và giải quyết vấn đề: Cùng nhau kết hợp, hợp tác để phát hiện và giải quyết những vấn đề, nội dung bào toán đưa ra. - Năng lực tính toán: - Năng lực vận dụng kiến thức: Phân biệt được các khối đa diện hoặc không phải là khối đa diện… II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên: - Các hình ảnh minh họa về khối đa diện: Khối rubic, khối chop, khối lăng trụ. - Bảng phụ trình bày kết quả hoạt động nhóm, máy tính, máy chiếu… 2. Học sinh: - Nghiên cứu trước ở nhà bài học. - Ôn tập kiến thức về quan hệ vuông góc, quan hệ song song. - Tìm kiếm các thông tin và hình ảnh liên quan đến chủ đề. III. Chuỗi các hoạt động học 1. GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) Cho học sinh quan sát hình ảnh, cầm nắm vật thay thế (mô hình) giới thiệu khối đa diện. Cụ thể là Kim Tự Tháp (Ai Cập), rubic. 2. NỘI DUNG BÀI HỌC (HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC) 2.1. Nội dung 1:Khối lăng trụ và khối chóp. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: H1: Quan sát hình vẽ về khối lăng trụ, khối chóp. Từ đó phát biểu định nghĩa về khối lăng trụ, khối chóp. HS quan sát hình vẽ về khối lăng trụ, khối chóp và từ đó phát biểu định nghĩa về khối lăng trụ, khối chóp. Hình thành: Củng cố: Cho học sinh quan sát vật thật. I. Khối lăng trụ và khối chóp. - Khối lăng trụ: Là phần không gian bị giới hạn bởi một lăng tru, kể cả hình lăng trụ ấy. - Khối chóp: Là phần không gian bị giới hạn bởi một hình chóp, kể cả hình chóp ấy. 2.2. Nội dung 2: Hình đa diện và khối đa diện. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: H1: Quan sát các hình lăng trụ, hình chóp đã học và nhận xét về các đa giác là các mặt của nó? I. Khái niệm về hình đa diện và khối đa diện. HS quan sát hình vẽ về khối lăng trụ, khối chóp và từ đó phát biểu nhận xét về các đa giác là các mặt của nó. Hình thành: Củng cố: Quan sát vật thật. 1. Khái niệm về hình đa diện. Định nghĩa: Hình đa diện là hình không gian được tạo bởi các mặt là các đa giác có tính chất: a. Hai đa giác phân biệt chỉ có thể hoặc không có điểm chung, hoặc chỉ có một đỉnh chung, hoặc chỉ có một cạnh chung. b. Mỗi cạnh của đa giác nào cũng là cạnh chung của đúng hai đa giác. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: H1: Từ định nghĩa khối lăng trụ và khối chóp, định nghĩa khối đa diện? HS xem lại định nghĩa khối lăng trụ và khối chóp, từ đó phát biểu định nghĩa khối đa diện. Hình thành: Củng cố: H2: Quan sát hình vẽ 1.7, 1.8 và giải thích tại sao các hình là khối đa diện và không phải là khối đa diện HS quan sát hình vẽ 1.7, 1.8 và trả lời câu hỏi GV đặt ra. 2. Khái niệm khối đa diện. Định nghĩa: Khối đa diện là phần không gian được giới hạn bởi một hình đa diện. 2.3. Nội dung 4: Phép dời hình trong không gian Hoạt động của GV và của HS Nội dung Cạnh Đỉnh Mặt Điểm ngoài Điểm trong Tiếp cận: H1: Dựa vào phép dời hình trong mặt phẳng, hãy định nghĩa phép dời hình trong không gian? H2: Hãy liệt kê các phép dời hình trong không gian? Hình thành: Củng cố: H3: Hãy nêu các tính chất chung của 4 phép dời hình trên. Từ đó suy ra tính chất của phép dời hình? HS nhớ lại: Phép dời hình trong mặt phẳng là phép biến hình trong mặt phẳng bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm. Từ đó HS phát biểu định nghĩa phép dời hình trong không gian. HS nghiên cứu SGK và liệt kê các phép dời hình trong không gian với đầy đủ định nghĩa, tính chất. III. Hai đa diện bằng nhau. 1. Phép dời hình trong không gian. Phép dời hình: Phép biến hình trong không gian: Là quy tắc đặt tương ứng mỗi điểm M với điểm M’ xác định duy nhất. Phép biến hình trong không gian bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm gọi là phép dời hình trong không gian. Các phép dời hình trong không gian: a) Phép tịnh tiến theo vectơ v . b) Phép đối xứng qua mặt phẳng: c) Phép đối xứng tâm O: d) Phép đối xứng qua đường thẳng: M M’ v M M1 M’ P M O M’ P d M M’ I TL3: Tính chất của phép dời hình: 1) Biến 3 điểm thẳng hàng thành 3 điểm thẳng hàng và bảo toàn giữa các điểm. 2) Biến điểm thành điểm, đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó,…., biến đa diện thành đa diện. 3) Thực hiện liên tiếp các phép dời hình sẽ được một phép dời hình. Củng cố các phần đã học: Câu hỏi 1: (GV treo bảng phụChứa hình a, b, c). Trong các hình sau, hình nào là hình đa diện, hình nào không phải là hình đa diện? D'''' C'''' C B A'''' B'''' A D (a) (b) (c) (d) - Hãy giải thích vì sao hình (b) không phải là hình đa diện? Câu hỏi 2: (GV treo bảng phụChứa hình d). Cho hình lập phương như hình vẽ. Hãy chia hình lập phương trên thành hai hình lăng trụ bằng nhau? ĐÁP ÁN: Câu hỏi 1: (5 điểm) a; c; d Câu hỏi 2: (5 điểm) 2.3. Nội dung 4. Hai đa diện bằng nhau. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận. H1: Từ định nghĩa hai hình bằng nhau trong mặt phẳng, hãy định nghĩa hai đa diện bằng nhau. HS nhớ lại: Hai hình được gọi là bằng nhau nếu có một phép dời hình biến hình này thành hình kia. Từ đó HS phát biểu 2. Hai đa diện bằng nhau. Định nghĩa: Hai đa diện được gọi là bằng D'''' C'''' C B A'''' B'''' A D định nghĩa hai đa diện bằng nhau. Hình thành: Củng cố: Cho học sinh lấy ví dụ về 2 khối đa diện bằng nhau. nhau nếu có một phép dời hình biến đa diện này thành đa diện kia. 2.5. Phân chia và lắp ghép các khối đa diện. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: H: Nghiên cứu SGK và cho biết thế nào là phân chia và lắp ghép các khối đa diện? GV cho HS quan sát hình vẽ 1.13 trang 11, SGK. HS nghiên cứu SGK và cho biết thế nào là phân chia và lắp ghép các khối đa diện. Hình thành: IV. Phân chia và lắp ghép các khối đa diện. Nếu khối đa diện (H) là hợp của hai khối đa diện (H1), (H2) sao cho (H1) và (H2) không có điểm chung nào thì ta nói có thể phân chia (H) thành (H1) và (H2), hay có thể lắp ghép (H1) và (H2) để được (H). 3. LUYỆN TẬP: “Chia khối lập phương thành 6 khối tứ diện bằng nhau”. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ: - GV treo bảng phụ có chứa hình lập phương ở câu hỏi KTBC. - Gợi mở cho HS: + Ta chỉ cần chia hình lập phương thành 6 hình tứ diện bằng nhau. + Theo câu hỏi 2 KTBC, các em đã chia hình lập phương thành hai hình lăng trụ bằng nhau. + CH: Để chia được 6 hình tứ diện bằng nhau ta cần chia như thế nào? Bài 412 SGK: - Ta chia lăng trụ ABD.A’B’D’ thành 3 tứ diện BA’B’D’, AA’BD’ và ADBD’. Phép đối xứng qua (A’BD’) biến tứ diện BA’B’D’ thành tứ diện AA’BD’ và phép đối xứng qua (ABD’) biến tứ diện AA’BD’ thành tứ diện ADBD’ nên ba tứ diện trên bằng nhau. H H1 H2 D'''' C'''' C B A'''' A D Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh báo cáo kết quả và thảo luận: - HS trả lời cách chia. - HS nhận xét. Giáo viên nhận xét, chỉnh sửa. D'''' C'''' C B A'''' B'''' A D - Theo dõi. - Phát hiện ra chỉ cần chia mỗi hình lăng trụ thành ba hình tứ diện bằng nhau. - Suy nghĩ để tìm cách chia hình lăng trụ ABD.A’B’D’ thành 3 tứ diện bằng nhau. - Nhận xét trả lời của bạn. - Làm tương tự đối với lăng trụ BCD.B’C’D’ ta chia được hình lập phương thành 6 tứ diện bằng nhau. Giải BT 1 trang 12 SGK: “CMR rằng một đa diện có các mặt là những tam giác thì tổng số các mặt của nó là một số chẵn. Cho ví dụ”. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ. - Hướng dẫn HS giải: + Giả sử đa diện có m mặt. Ta cm m là số chẵn. + CH: Có nhận xét gì về số cạnh của đa diện này? + Nhận xét và chỉnh sửa. - CH: Cho ví dụ? Hs tiếp nhận nhiệm vụ: - Suy nghĩ và trả lời. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. Gv nhật xét tổng kết. Bài 112 SGK: Giả sử đa diện (H) có m mặt. Do: Mỗi mặt có 3 cạnh nên có 3m cạnh. Mỗi cạnh của (H) là cạnh chung của hai mặt nên số cạnh của (H) bằng c = 3 2 m . Do c nguyên dương nên m phải là số chẵn (đpcm). VD: Hình tứ diện có 4 mặt. 4.MỞ RỘNG, TÌM TÒI “Chia khối lập phương thành 5 khối tứ diện”. D'''' C'''' C B A'''' B'''' A D - Ta chia lăng trụ thành 5 tứ diện AA’BD, B’A’BC’, CBC’D, D’C’DA’ và DA’BC’. - GV hệ thống lại các kiến thức trong bài học: Khối lăng trụ và khối chóp; hình đa diện và khối đa diện. Khái niệm phép dời hình trong không gian, các phép dời hình trong không gian, khái niệm hai đa diện bằng nhau. Chủ đề 2: KHỐI ĐA DIỆN LỒI VÀ KHỐI ĐA DIỆN ĐỀU (Tiết 3,4). I. Mục tiêu của bài (chủ đề) 1. Kiến thức: Qua bài giảng học sinh cần đạt: - Nắm được định nghĩa khối đa diện lồi. Hiểu thế nào là khối đa diện đều. Nắm được định lí và bảng tóm tắt về các loại khối tứ diện đều. 2. Kỹ năng: - Nhận biết một khối đã cho có phải là khối đa diện lồi, khối đa diện đều không? - Nắm được các loại hối đa diện đều. - Hướng đến làm các bài toán liên quan đến khối đa diện lồi, khối đa diện đều như: tính thể tích, tính diện tích thiết diện, tính khoảng cách giữa các đường thẳng… 3. Thái độ: - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức mới. Có tinh thần hợp tác trong học tập. - Liên hệ được với nhiều vấn đề trong thực tế với bài học. - Phát huy tính độc lập, sáng tạo trong học tập. 4. Định hướng phát triển năng lực: - Năng lực tạo nhóm tự học và sáng tạo để giải quyết vấn đề: Cùng nhau trao đổi và đưa ra phán đoán trong quá trình tìm hiểu các bài toán khoảng cách và các hiện tượng bài toán trong thực tế. - Năng lực hợp tác và giao tiếp: Tạo kỹ năng làm việc nhóm và đánh giá lẫn nhau. - Năng lực quan sát, phát hiện và giải quyết vấn đề: Cùng nhau kết hợp, hợp tác để phát hiện và giải quyết những vấn đề, nội dung bào toán đưa ra. - Năng lực tính toán: - Năng lực vận dụng kiến thức: Phân biệt được các loại khối đa diện đều. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên: - Các hình ảnh minh họa về khối đa diện: Khối rubic, khối chóp đều , khối đa diện đều loại 4 mặt, 8 mặt. - Bảng phụ trình bày kết quả hoạt động nhóm, máy tính, máy chiếu… 2. Học sinh: - Nghiên cứu trước ở nhà bài học. - Ôn tập kiến thức về quan hệ vuông góc, quan hệ song song. - Tìm kiếm các thông tin và hình ảnh liên quan đến chủ đề. III. Chuỗi các hoạt động học 1. GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) Cho học sinh quan sát hình ảnh, và giới thiệu khối đa diện đều trong thực tế. 2. NỘI DUNG BÀI HỌC 2.1. Nội dung 1:Khối lăng trụ và khối chóp. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: Cho hs nhắc lại định nghĩa khối chóp, khối lăng trụ đã học. H1: Từ định nghĩa hình đa giác lồi trong mặt phẳng, hãy định nghĩa khái niệm khối đa diện lồi? Hình thành: Củng cố: H2: Hãy lấy ví dụ về khối đa diện lồi? HS nhớ lại: Một hình đa giác được gọi là lồi nếu đoạn thẳng nối hai điểm bất kì của hình đa giác luôn thuộc đa giác ấy. Từ đó HS phát biểu định nghĩa khối đa diện lồi. TL2: Khối lăng trụ, khối chóp, … I. Khối đa diện lồi. Định nghĩa: Khối đa diện (H) được gọi là khối đa diện lồi nếu đoạn thẳng nối hai điểm bất kì của (H) luôn thuộc (H). Ví dụ: Khối lăng trụ, khối chóp,… Nhận xét: Một khối đa diện là khối đa diện lồi miền trong của nó luôn nằm về một phía với mỗi mặt phẳng chứa một mặt của nó. 2.2 Khối đa diện đều. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Tiếp cận: H1: Quan sát khối tứ diện đều và nhận xét các mặ t, các đỉnh của nó. GV: Khối tứ diện đều là một ví dụ về khối đa diện đều. H2: Các mặt của khối đa diện đều có dặc điểm gì? HS quan sát khối tứ diện đều và đưa ra nhận xét. Hình thành: TL2: Các mặt của khối đa diện đều là những đa giác bằng nhau. II. Khối đa diện đều. Định nghĩa: Khối đa diện đều loại {p;q} là khối đa diện lồi có tính chất sau: a) Mỗi mặt của nó là một đa giác đều p cạnh. b) Mỗi đỉnh của nó là đỉnh chung của đúng q mặt. 2.3 Các loại khối đa diện đều: Tiếp cận: H1: Quan sát 5 khối đa diện đều và đếm số đỉnh, số cạnh, số mặt của các khối đa diện đều? Hoạt động của GV và của HS Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ: H1: Để chứng minh đa diện nhận các điểm I, J, E, F, M và N làm đỉnh là một hình bát diện đều thì ta phải chứng minh điều gì? Ta phải chứng minh: - Mỗi mặt của nó là một tam giác đều. - Mỗi đỉnh của nó là đỉnh chung của đúng 4 mặt. Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ: Báo cáo và thảo luận GV nhận xét, tổng kết. a) Cho tứ diện đều ABCD, cạnh bằng a. Gọi I, J, E, F, M và N lần lượt là trung điểm của các cạnh AC, BD, AB, BC, CD và DA. N J E F M I A C B D Khi đó đa diện nhận các điểm I, J, E, F, M và N làm đỉnh là một hình bát diện đều, thật Hình thành: Định lí: Chỉ có 5 loại khối đa diện đều. Đó là loại {3;3}, loại {4;3}, loại {3;4}, loại {5;3} và loại {3;5}. Bảng tóm tắt của 5 loại khối đa diện đều: Loại Tên gọi Số đỉnh Số cạnh Số mặt {3;3} {4;3} {3;4} {5;3} {3;5} Tứ diện đều Lập phương Bát diện đều Mười hai mặt đều Hai mươi mặt đều 4 8 6 20 12 6 12 12 30 30 4 6 8 12 20 Củng cố: Ví dụ: Chứng minh rằng: a) Trung điểm các cạnh của một tứ diện đều là các đỉnh của một hình bát diện đều. b) Tâm các mặt của một hình lập phương là các đỉnh của một hình bát diện đều. vậy: - Mỗi mặt của nó là một tam giác đều, ví dụ IEF là một tam giác đều vì IE=EF=FI= 2 a . - Mỗi đỉnh của nó là đỉnh chung của đúng 4 mặt, ví dụ đỉnh E là đỉnh chung của đúng 4 mặt EIF, EFJ, EJN, ENI. b) Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’. Gọi I, J, M, N, E, F là tâm của các mặt ABCD, A’B’C’D’, BCC’B’, ADD’A’ , ABB’A’, CDD’C’. Khi đó chứng minh tương tự câu a) ta có đa diện nhận các điểm I, J, M, N, E và F làm đỉnh là một hình bát diện đều N J F I M E D C A B A'''' B'''' C''''D'''' 3. LUYỆN TẬP Hoạt động 1: Giải bài tập 2 sgk trang 18 3.1: Giải bài tập 2 sgk trang 18 Hoạt động của GV và của HS Nội dung +Treo bảng phụ hình 1.22 sgk trang 17 GV chuyển giao nhiệm vụ: +Yêu cầu HS xác định hình (H) và hình (H’) +Hỏi: -Các mặt của hình (H) là hình gì? -Các mặt của hình (H’) là hình gì? -Nêu cách tính diện tích của các mặt của hình (H) và hình (H’)? -Nêu cách tính toàn phần của hình (H) và hình (H’)? +GV chính xác kết quả sau khi HS trình bày xong +Nhìn hình vẽ trên bảng phụ xác định hình (H) và hình (H’) Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ. Bài tập 2: sgk trang 18 Giải : Đặt a là độ dài của hình lập phương (H), khi đó độ dài cạnh của hình bát diện đều (H’) bắng 2 2 a -Diện tích toàn phần của hình (H) bằng 6a2 -Diện tích toàn phần của hình (H’) bằng = 2 23 8 3 8 a a Vậy tỉ số diện tích toàn phần của hình (H) và hình (H’) là = 2 2 6 2 3 3 a a +HS trả lời các câu hỏi +HS khác nhận xét Giáo viên nhận xét, tổng kết. 3. 2: Khắc sâu khái niệm và các tính chất của khối đa diện đều Hoạt động củaGV và của HS Nội dung +GV treo bảng phụ hình vẽ trên bảng +GV chuyển giao nhiệm vụ: -Hình tứ diện đều được tạo thành từ các tâm của các mặt của hình tứ diên đều ABCD là hình nào? -Nêu cách chứng minh G1G2G3G4 là hình tứ diện đều? Hs tiếp nhận nhiệm vụ. +HS vẽ hình +HS trả lời các câu hỏi +HS khác nhận xét GV nhận xét, tổng kết. Bài tập 3: sgk trang 18 Chứng minh rằng các tâm của các mặt của hình tứ diện đều là các đỉnh của một hình tứ diện đều. Giải: Xét hình tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a. Gọi M, N, K lần lượt là trung điểm của cạnh BC, CD, AD. Gọi G1, G2, G3, G4 lần lượt là trọng tâm của các mặt ABC, BCD, ACD, ABD. Ta có: = = = Þ = = = 1 3 1 3 1 3 2 3 2 1 3 3 3 G G AG AG MN AM AN a G G MN BD Chứng minh tương tự ta có các đoạn G1G2 =G2G3 = G3G4 = G4G1 = G1G3 = 3 a suy ra hình tứ diện G1G2G3G4 là hình tứ diện đều . Điều đó chứng tỏ tâm của các mặt của hình tứ diện đều ABCD là các đỉnh của một hình tứ diện đều. 3. 3: Giải bài tập 4 sgk trang 18 Hoạt động củaGV và của HS Nội dung + Treo bảng phụ hình vẽ trên bảng Chuyển giao nhiệm vụ. a. GV gợi ý: Bài tập 4: sgk trang 18 G4 A C D M B G1 G2 G3 K N -Tứ giác ABFD là hình gì? -Tứ giác ABFD là hình thoi thì AF và BD có tính chất gì? +GV hướng dẫn cách chứng minh. Hs tiếp nhận nhiệm vụ. HS nêu cách chứng minh AF, BD và CE cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường HS nêu cách chứng minh tứ giác BCDE là hình vuông + HS vẽ hình vào vở Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét và tổng kết. Giải: a. Chứng minh rằng: AF, BD và CE đôi một vuông góc với nhau và cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường Do B, C, D, E cách đều điểm A và F nên chúng cùng thuộc mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AF. Tương tự A, B, F, D cùng thuộc một phẳng và A, C, F, E cũng cùng thuộc một mặt phẳng Gọi I là giao điểm của BD và EC. Khi đó AF, BD, CE đồng quy tại I Ta có: tứ giác ABFD là hình thoi nên: AFBD Chứng minh tương tự ta có: AFEC, ECBD. Vậy AF, BD và CE đôi một vuông góc với nhau - Tứ giác ABFD là hình thoi nên AF và BD cắt nhau tại trung điểm I của mỗi đường - Chứng minh tương tự ta có: AF và EC cắt nhau tại trung điểm I, BD và EC cũng cắt nhau tại trung điểm I Vậy các đoạn thẳng AF, BD, CE cắt nhau tai trung điểm của mỗi đường bChứng minh: ABFD,AEFC, BCDE là những hình vuông Do AI(BCDE) và AB = AC = AD = AE nên IB = IC = ID = IE Suy ra BCDE là hình vuông Chứng minh tương tự ta có : ABFD, AEFC là những hình vuông 4. CỦNG CỐ, MỞ RỘNG, TÌM TÒI. Cho khối chóp có đáy là n-giác. Trong các mệnh đề sau đây, mệnh đề nào đúng? a. Số cạnh của khối chóp bằng n+1 D A B C F E I b. Số mặt của khối chóp bằng 2n c. Số đỉnh của khối chóp bằng 2n+1 d. Số mặt của khối chóp bằng số đỉnh của nó Đáp án : d Chủ đề 3 . KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN I. Mục tiêu. 1. Kiến thức: - HS hiểu được khái niệm về thể tích khối đa diện. HS nắm được công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. 2. Kỹ năng: - Vận dụng công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp vào các bài toán tính thể tích. 3. Tư duy, thái độ: - Có tinh thần hợp tác, tích cực tham gia bài học, rèn luyện tư duy logic. Cẩn thận, chính xác trong tính toán, vẽ hình - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức mới. Có tinh thần hợp tác trong học tập. - Liên hệ được với nhiều vấn đề trong thực tế với bài học. - Phát huy tính độc lập, sáng tạo trong học tập. 4. Định hướng phát triển năng lực: - Năng lực tạo nhóm tự học và sáng tạo để giải quyết vấn đề: Cùng nhau trao đổi và đưa ra phán đoán trong quá trình tìm hiểu các bài toán và các hiện tượng bài toán trong thực tế. - Năng lực hợp tác và giao tiếp: Tạo kỹ năng làm việc nhóm và đánh giá lẫn nhau. - Năng lực quan sát, phát hiện và giải quyết vấn đề: Cùng nhau kết hợp, hợp tác để phát hiện và giải quyết những vấn đề, nội dung bào toán đưa ra. - Năng lực tính toán: Tính độ dài, tính diện tích, tính khoảng cách, tính thể tích của một khối đa diện. - Năng lực vận dụng kiến thức: Vận dụng được các công thức, kỹ năng đã học vào tính toán. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. GV : Chuẩn bị vẽ các hình 1.25; 1.26; 1.28 trên bảng phụ - Chuẩn bị 2 phiếu học tập - HS đã nắm được các kiến thức về khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. 2. HS : - SGK, sách bài tập, bút, thước kẻ và hệ thống ví dụ , bài tập. - Ôn lại kiến thức hình chóp, lăng trụ... đã học ở lớp 11 III. Tiến trình các hoạt động : 1. GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) Cho hs quan sát hình ảnh: 1)Bé Na muốn làm chiếc hộp đựng rubic như hình vẽ. Tính thể tích nhỏ nhất của chiếc hộp . Biết mỗi hình lập phương nhỏ có thể tích 8cm3. 2)Tính thể tích gần đúng của Kim Tự Tháp (Ai Cập). Vậy làm thế nào để tính thể tích của một khối đa diện? Có câu chuyện như sau: Vương miện Vàng (Archimedes có thể đã sử dụng nguyên lý sức nổi này để xác định liệu chiếc vương miện có mật độ nhỏ hơn vàng đặc không.) Giai thoại được biết đến nhiều nhất về Archimedes tường thuật cách ông phát minh ra phương pháp xác định thể tích của một vật thể với hình dạng không bình thường. Theo Vitruvius, một vương miện mới với hình dáng một vòng nguyệt quế đã được chế tạo cho Vua Hiero II, và Archimedes được yêu cầu xác định liệu nó có phải được sử dụng vàng thuần túy, hay đã được cho thêm bạc bởi một người thợ bất lương.13 Archimedes phải giải quyết vấn đề mà không được làm hư hại chiếc vương miện, vì thế ông không thể đúc chảy nó ra thành một hình dạng thông thường để tính thể tích. Khi đang tắm trong bồn tắm, ông nhận thấy rằng mức nước trong bồn tăng lên khi ông bước vào, và nhận ra rằng hiệu ứng này có thể được sử dụng để xác định thể tích của vương miện. Vì trên thực tế nước không nén được,14 vì thế chiếc vương miện bị nhúng chìm trong nước sẽ làm tràn ra một khối lượng nước tương đương thể tích của nó. Bằng cách chia khối lượng của vương miện với thể tích nước bị chiếm chỗ, có thể xác định khối lượng riêng của vương miện và so sánh nó với khối lượng riêng của vàng. Sau đó Archimedes nhảy ra ngoài phố khi vẫn đang trần truồng(), quá kích động với khám phá của mình, kêu lên "Ơ-rê- ca(Eureka)" (tiếng Hy Lạp: "εὕρηκα," có nghĩa "Tôi tìm ra rồi")15 Câu chuyện về chiếc vương miện vàng không xuất hiện trong các tác phẩm đã được biết của Archimedes. Hơn nữa, tính thực tiễn của phương pháp nó miêu tả đã bị nghi vấn, vì sự vô cùng chính xác phải có để xác định lượng nước bị chiếm chỗ.16 Archimedes thay vào đó có thể đã tìm kiếm một giải pháp sử dụng nguyên lý đã được biết trong thủy tĩnh học như Nguyên lý Archimedes, mà ông miêu tả trong chuyên luận Về các vật thể nổi của mình. Nguyên lý này nói rằng một vật thể bị nhúng trong một chất lỏng sẽ bị một lực đẩy lên tương đương trọng lượng chất lỏng bị nó chiếm chỗ.17 Sử dụng nguyên lý này, có thể so sánh mật độ của chiếc vương miện vàng với mật độ của vàng khối bằng cách cân chiếc vương miện cùng với một khối vàng chuẩn, sau đó nhúng chúng vào trong nước. Nếu chiếc vương miện có mật độ nhỏ hơn vàng, nó sẽ chiếm chỗ nhiều nước hơn vì có thể tích lớn hơn, và vì thế sẽ gặp lực đẩy lên lớn hơn mẫu chuẩn. Sự khác biệt này trong lực đẩy sẽ khiến chiếc cân mất thăng bằng. Galileo coi nó "có thể là phương pháp này giống phương pháp Archimedes đã sử dụng, bởi, ngoài việc rất chính xác, nó dựa trên những bằng chứng do chính Archimedes đã khám phá."18 2. NỘI DUNG BÀI HỌC (HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC) 2.1. Thể tích khối đa diện. Hoạt động của GV và của HS Nội dung Gv giới thiệu khái niệm: H1: Hãy tìm cách phân chia khối hộp chữ nhật H có 3 kích thước là những số nguyên dương m, n, k sao cho ta có thể tính V(H) dễ dàng? Hình thành định lí: TL1: Ta phân khối hộp chữ nhật thành I . Thể tích khối đa diện. Người ta chứng minh được rằng: Có thể đặt tương ứng cho mỗi khối đa diện (H) với một số dương duy nhất V(H) thoả mãn: a. Nếu (H) là khối lập phương có cạnh bằng 1 thì V(H) =1 b. Nếu H1=H2 thì V(H1)=V(H2). c. Nếu H=H1+H2 thì V(H)=V(H1)+V(H2). V(H) được gọi là thể tích khối đa diện H. Ví dụ: Tính thể tích của khối hộp chữ nhật có 3 kích thước là những số nguyên dương. Giải: Ta phân khối hộp chữ nhật thành m.n.k khối lập phương có cạnh bằng 1. Khi đó V(H)=m.n.k Tổng quát hoá ví dụ trên, người ta chứng minh được rằng: m.n.k khối lập phương có cạnh bằng 1. Khi đó V(H)=m.n.k Củng cố: Một chiếc tivi 40inch. Tính thể tích nhỏ nhất của miền trong chiếc hộp đựng tivi đó, biết tivi có bề dày 10cm. Định lí: Thể tích của khối hộp chữ nhậ t (Hình hộp chữ nhật) bằng tích ba khích thước của nó. 2.2. Thể tích khối lăng trụ. Hoạt động của GV - của HS Nội dung Tiếp cận: Nếu ta xem khối hộp chữ nhật như là khối lăng trụ đứng có đáy là hình chữ nhật thì thể tích của nó chính bằng diện tích đáy nhân với chiều cao. HS nghiên cứu định lý về thể tích khối lăng trụ. Hình thành: II. Thể tích khối lăng trụ. h D E A B C A'''' B'''' C'''' E'''' D'''' H Định lí: Thể tích khối lăng trụ (Hình lăng trụ) có diện tích đáy B và có chiều cao h là V=B.h Củng cố: Chuyển giao nhiệm vụ. +GV hướng dẫn cách chứng minh. Hs tiếp nhận nhiệm vụ. + HS vẽ hình vào vở +Hs báo cáo kết quả và thảo luận. +GV nhận xét và tổng kết. Đáp án: Thể tích khối hộp chữ nhật bằng tích ba kích thước của nó Thể tích khối lăng trụ có diện tích đáy là B, chiều cao h là: V=B.h VD1. Cho (H) là khối lăng trụ đứng tam giác đều có tất cả các cạnh bằng a, thể tích (H) bằng: A. 3 2 a B. 3 3 2 a C. 3 3 4 a D. 3 2 3 a Câu hỏi: Nhắc lại công thức tính thể tích khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ Chuyển giao nhiệm vụ. a. GV gợi ý: -Tam giác ABC là hình gì? - Đường cao của hình chop là đoạn nào? Từ đó suy ra đường cao của lăng Ví dụ 2. Cho khối lăng trụ ABC.A’B’C’. Có hình chóp A.A’B’C’ là chop đều, tất cả các cạnh đều bằng a. Tính thể tích khối lăng trụ đó. trụ. +GV hướng dẫn. Hs tiếp nhận nhiệm vụ. + HS vẽ hình vào vở, giải. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét và tổng kết. Tiết 6 : KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN 2.3 Thể tích khối chóp. Hoạt động của GV - của HS Nội dung Tiếp cận: GV khắc sâu cho HS: Để tính thể tích khối chóp (Hình chóp) ta cần phải xác định diện tích đáy B và chiều cao h. HS ghi nhớ định lí. III. Thể tích khối chóp. Ta thừa nhận định lí sau: Định lí: Thể tích khối chóp (Hình chóp) c diện tích đáy B và có chiều cao h = 1 . 3 V B h h S A B C H Củng cố: Cho hình lăng trụ tam giác ABC.A’B’C’. Gọi E, F lần lượt là trung điểm của các cạnh AA’ và BB’. Đường thẳng CE cắt đường thẳng C’A’ tại E’. Đường thẳng CF cắt đường thẳng C’B’ tại F’. Gọi V là thể tích khối lăng trụ ABC.A’B’C’. a. Tính thể tích khối chóp C.ABFE theo V. b. Gọi khối đa diện (H) là phần còn lại của khối lăng trụ ABC.A’B’C’ sau khi cắt bỏ đi khối chóp C.ABEF. Tính tỉ số thể tích của (H) và của khối chóp C.C’E’F’. Hoạt động của GV- của HS Nội dung +GV hướng dẫn cách chứng minh. Hs tiếp nhận nhiệm vụ. + HS vẽ hình vào vở +Hs báo cáo kết quả và thảo luận. +GV nhận xét và tổng kết. Giải: F E A C B A'''' C'''' B'''' F'''' E'''' a. Hình chóp C.A’B’C’ và hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có cùng đáy và đường cao nên ='''' '''' '''' . 1 3C A B C V V . Suy ra = - ='''' '''' . 1 2 2 3C ABB A V V V V Do E, F lần lượt là trung điểm của các cạnh AA’ và BB’ nên diện tích ABEF bằng nửa diện tích ABB’A’. Do đó: = ='''' ''''. . 1 1 2 3C ABFE C ABB A V V V b. Theo a) ta có: = - = - ='''' '''' ''''( ) .. 1 2 3 3H C ABFEABC A B C V V V V V V Vì EA’CC’ và ='''' ''''1 2 EA CC nên theo Talet thì A’ là trung điểm của F’C’. Do đó diện tích C’E’F’ gấp bốn lần diện tích A’B’C’. Từ đó suy ra: = ='''' '''' '''' '''' '''' '''' . . 4 4 3C E F C C A B C V V V Do đó: = '''' '''' '''' ( ) . 1 2 H C E F C V V 1. Phiếu học tập2 : . Cho tứ diện ABCD, gọi B’ và C’ lần lượt là trung điểm của AB và AC. Khi đó tỉ số thể tích của khối tứ diện AB’C’D và khối ABCD bằng: A. 2 1 B. 4 1 C. 6 1 D. 8 1 Giáo viên hướng dẫn học sinh nhắc lại Công thức tính thể tích khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. Phương pháp tính thể tích khối lăng trụ, khối chóp - Hướng dẫn HS làm bài tập 5, 6 trang 26 Tiết 7 : 3 : KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN Câu hỏi: Nêu công thức tính thể tích của khối chóp và khối lăng trụ , khối hộp chữ nhật , khối lập phương, Đáp án: Thể tích khối hộp chữ nhật, khối lập phương bằng tích ba kích thước của nó Thể tích khối lăng trụ có diện tích đáy là B,chiều cao h là: V=B.h Thể tích khối chóp có diện tích đáy là B,chiều cao h là: = 1 . 3 v B h 3. LUYỆN TẬP 3.1: Tính thể tích khối tứ diện đều cạnh a. Hoạt động của GV - của HS Nội dung GV CHUYỂN GIAO nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS. HS TIẾP NHẬN NHIỆM VỤ: độc lập tiến hành giải toán. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết. Giải: A B D C H Hạ đường cao AH của tứ diện, do các đường xiên AB, AC, AD bằng nhau nên các hình chiếu của chúng: HB, HC, HD bằng nhau. Do tam giác BCD đều nên H là trọng tâm tam giác BCD. Do đó: = = 2 3 3 . 3 2 3 a a BH . Từ đó suy ra = - = 2 2 2 2 2 3 a AH a BH Þ = 2 3 a AH Vậy thêt tích tứ diện: = 1 1 3 2 ( ) 3 2 2 3 a a V a 3.2: Tính thể tích khối bát diện đều cạnh a. Hoạt động của GV - của HS Nội dung GV CHUYỂN GIAO nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS. HS TIẾP NHẬN NHIỆM VỤ: độc lập tiến hành giải toán. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết. Giải: H D C A B E F Chia khối bát diện đều cạnh a thành hai khối chóp tứ giác đều cạnh a. Gọi h là chiều cao của khối chóp thì dễ thấy = - = 2 2 2 22 ( ) 2 2 a a h a . Từ đó suy ra thể tích khối bát diện đều cạnh a là: = = 3 21 2 2 2. . . 3 2 3 a a V a 3.3: Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’. Tính tỉ số thể tích của khối hộp đó và thể tích khối tứ diện ACB’D’. Hoạt động của GV - của HS Nội dung GV CHUYỂN GIAO nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS. HS TIẾP NHẬN NHIỆM VỤ: độc lập tiến hành giải toán. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết. Giải: Gọi B là diện tích đáy ABCD và h là chiều cao của khối hộp. Chia khối hộp thành khối tứ diện ACB’D’ và bốn khối chóp A.A’B’D’, C.C’B’D’, B’ .BAC và D’.DAC. Ta thấy bốn khối chóp trên đều có diện tích đáy bằng 2 S và chiều cao bằng h nên tổng thể tích của chúng bằng = 1 2 4. . . 3 2 3 S h Sh . Từ đó suy ra thể tích của khối tứ diện ACB’D’ bằng 1 . 3 S h . Do đó tỉ số thể tích của khối hộp và thể tích khối tứ diện ACB’D’ bằng 3. D C A B D'''' A'''' B'''' C'''' Củng cố bài học: + Nắm vững các công thức thể tích + Khi tính thể tích của khối chóp tam giác ta cần xác định mặt đáy và chiều cao để bài toán đơn giản hơn + Khi tính tỉ số thể tích giữa hai khối ta có thể tính trực tiếp hoặc tính gián tiếp + TÝnh: êng cao, diÖn tÝch tam gi¸c Òu cã c¹nh lμ a + DiÖn tÝch h×nh vu«ng, êng cao cña h×nh chãp tø gi¸c Òu c¹nh lμ a + Xem c¸c bμi tËp · cha, lμm c¸c bμi tËp cßn l¹i ---------------------------------------------------------------------- Tiết 8 . KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN 4. CỦNG CỐ - TÌM TÒI – MỞ RỘNG. 4.1 : Cho hình chóp S.ABC. Trên các đoạn thẳng SA, SB, SC lần lượt lấy ba điểm A’, B’, C’ khác S. Chứng minh rằng: = '''' '''' '''' '''' '''' '''' . . . .S A B C S ABC V SA SB SC V SA SB SC Hoạt động của GV - của HS Nội dung GV CHUYỂN GIAO nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS. HS TIẾP NHẬN NHIỆM VỤ: độc lập tiến hành giải toán. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết. Giải: Gọi H và H’ lần lượt là chiều cao hạ từ A và A’ đến mặt phẳng (SBC). Gọi S1 và S2 theo thứ tự là diện tích các tam giác SBC và SB’C’. Khi đó ta có: = '''' '''' h SA h SA và = '''' '''' '''' '''' 2 1 1 sin . . 2 1 sin . . 2 B SC SB SCS S BSC SB SC = '''' '''' . . SB SC SB SC Từ đó suy ra: = '''' '''' '''' '''' '''' '''' . . . .S A B C S ABC V SA SB SC V SA SB SC h h''''S C B A H A'''' B'''' C'''' H'''' 4.2. Cho tam giác ABC vuông cân ở A, AB = a . Trên đường thẳng qua C và vuông góc với (ABC) lấy diểm D sao cho CD = a . Mặt phẳng qua C vuông góc với BD cắt BD tại F và cắt AD tại E . Tính thể tích khối tứ diện CDEF Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung 4.3. 3. Củng cố bài học: - GV hệ thống các công thức tính thể tích - Hướng dẫn HS làm bài tập 5, 6 trang 25, 26 SGK Hình học 12. GV CHUYỂN GIAO nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS. H1: Xác định mp qua C vuông góc với BD H2: CM : ^ ( )BD CEF H3: Tính VDCEF bằng cách nào? Dựa vào kết quả bài tập 5 hoặc tính trực tiếp H4: Dựa vào bài 5 lập tỉ số nào? H5: dựa vào yếu tố nào để tính được các tỉ số DE DF DA DB H5: Tính thể tích của khối tứ diện DCBA HS TIẾP NHẬN NHIỆM VỤ: độc lập tiến hành giải toán. Hs báo cáo kết quả và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết. Dựng ^CF BD (1) dựng ^CE AD ta có : ìï ^ï í ï ^ïî BA CD BA CA Þ ^ Þ ^( )BA ADC BA CE (2) Từ (1) và (2) Þ ^( )CFE BD = = . . . CDEF DCAB V DC DE DF V DC DA DB DE DF DA DB DADC vuông cân tại C có ^CE AD Þ E là trung điểm của AD Þ = 1 2 DE DA (3) = + = + + = + + = 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 DB BC DC AB AC DC a a a a DCDB vuông tại C có ^CF BD Þ = Þ = = = 2 2 2 2 2 . 1 33 DF DB DC DF DC a DB DB a (4) Từ (3) và (4)Þ = 1 . 6 DE DF DA DB = = 3 1 . 3 6DCBA ABC a V DC S = Þ = 3 1 6 36 CDEF CDEF DCAB V a V V Bài tập làm thêm: Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có AB=a, BC=2a, AA’=a. Lấy điểm M trên cạnh AD sao cho AM=3MD. a) Tính thể tích khối chóp M.AB’C. b) Tính khoảng cách từ M đến mặt phẳng (ABC). ---------------------------------------------------------------------- Tiết 9. ÔN TẬP CHƯƠNG I I. Mục tiêu. 1. Kiến thức: Củng cố lại các kiến thức trong chương I: - Khái niệm khối đa diện, khối đa diện lồi, khối đa diện đều và thể tích khối đa diện. Phân chia và lắp ghép khối đa diện. Các công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. 2. Kỹ năng: Củng cố các kỹ năng: - Nhận biết được các hình đa diện và khối đa diện. Chứng minh được hai hình đa diện bằng nhau. Phân chia và lắp ghép các khối đa diện. Vận dụng công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp vào các bài toán tính thể tích. 3. Tư duy, thái độ: - Có tinh thần hợp tác, tích cực tham gia bài học, rèn luyện tư duy logic. Cẩn thận, chính xác trong tính toán, vẽ hình - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức mới. Có tinh thần hợp tác trong học tập. - Liên hệ được với nhiều vấn đề trong thực tế với bài học. - Phát huy tính độc lập, sáng tạo trong học tập. 4. Định hướng phát triển năng lực: - Năng lực tạo nhóm tự học và sáng tạo để giải quyết vấn đề: Cùng nhau trao đổi và đưa ra phán đoán trong quá trình tìm hiểu các bài toán và các hiện tượng bài toán trong thực tế. - Năng lực hợp tác và giao tiếp: Tạo kỹ năng làm việc nhóm và đánh giá lẫn nhau. - Năng lực quan sát, phát hiện và giải quyết vấn đề: Cùng nhau kết hợp, hợp tác để phát hiện và giải quyết những vấn đề, nội dung bào toán đưa ra. - Năng lực tính toán: Tính độ dài, tính diện tích, tính khoảng cách, tính thể tích của một khối đa diện. - Năng lực vận dụng kiến thức: Vận dụng được các công thức, kỹ năng đã học vào tính toán. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. GV : Bài giảng - HS đã nắm được các kiến thức về khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. 2. HS : - SGK, sách bài tập, bút, thước kẻ và hệ thống ví dụ , bài tập. - Ôn lại kiến thức hình chóp, lăng trụ... đã học trong C1. III. Tiến trình các hoạt động : 2. GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) 2.1 Kiểm tra bài cũ Câu hỏi Câu1(5đ): hãy chọn cụm từ hoặc từ cho dưới đây để sau khi điền nó vào chỗ trống mệnh đề sau trở thành mệnh đề đúng. “Số cạnh của một hình đa diện luôn ………..số mặt của hình đa diện ấy” a.bằng b. nhỏ hơn hoặc bằng c.nhỏ hơn d. lớn hơn Câu2(5đ): Cho (H) là khối lăng trụ đứng tam giác đều có tất cả các cạnh bằng a, V(H) = ? 3 . 2 a a 3 3 . 2 a b 3 3 . 4 a c 3 2 . 3 a d Đáp án Câu 1: d Câu 2: c 2.2 Bài ôn: Hoạt động 1. A. Ôn tập lí thuyết: Phát phiếu học tập Hệ thống câu hỏi ôn tập: 1. Các đỉnh, cạnh, mặt của một đa diện phải thoả mãn những tính chất nào? 2. Tìm một hình tạo bởi các đa giác nhưng không phải là một đa diện? 3. Thế nào là một đa diện lồi? Tìm ví dụ trong thực tế mô tả một khối đa diện lồi, một đa diện không lồi? 4. Thế nào là một đa diện đều? Nêu tóm tắt về năm loại khối đa diện đều? 5. Hệ thống các công thức tính thể tích đã học? Để tính thể tích một khối đa diện ta cần lưu ý tới kỹ năng gì? Hoạt động của GV Hoạt động của HS Ghi bảng - Nhắc lại các khái niệm về khối đa diện, hình đa diện ? - Ghi tóm tắt kiến thức về khối đa diện và - Nhắc lại các phép biến hình, phép dời hình, khái niệm hai hình bằng nhau ? Cho khối lập phương (H) nêu cách phân chia khối lập phương này thành những khối tứ diện bằng nhau ? - học sinh trả lời và ghi chép Theo hướng dẫn của gv Học sinh nhớ lại kiến thức cũ và trả lời Học sinh thảo luận trả lời . Tóm tắt kiến thức : I. Khái niệm về khối đa diện : 1. Hình đa diện gồm một số hữu hạn các đa giác phẳng thỏa mãn hai điều kiện : a) Hai đa giác hoặc không có điểm chung, hoặc có một đỉnh chung, hoặc có một cạnh chung. b) Mỗi cạnh của một đa giác là cạnh chung của đúng hai đa giác. 2. Hình đa diện và phần bên trong của nó gọi là khối đa diện. 3. Mỗi khối đa diện đều có thể chia thành nhiều khối tứ diện. II – Hai hình bằng nhau 1. Khái niệm phép dời hình : Phép tịnh tiến, phép đối xứng trục, phép đối xứng tâm, phép đối xứng qua mặt phẳng. 2. Hai khối đa diện bằng nhau khi có một phép dời hình biến khối này thành khối kia 3. Hai tứ diện bằng nhau khi các cạnh tương ứng của chúng bằng nhau. 4. Mặt phẳng (P) gọi là mặt phẳng đối xứng của hình (H) nếu phép đối xứng qua (P) biến (H) thành chính Nhắc lại khái niệm về khối đa diện đều, lồi ? Nhắc lại các công thức tính thể tích của một khối đa diện ? Giáo viên quan sát và nhận xét HS trả lời HS trả lời nó. III – Phân chia và lắp ghép khối đa diện IV - Khối đa diện lồi và khối đa diện đều : V. Thể tích khối đa diện : 1. Thể tích khối hộp chữ nhật bằng tích số ba kích thước của nó. =. . .V a b c Hôp 2. Thể tích khối chóp bằng một phần ba tích số của diện tích mặt đáy và chiều cao của khối chóp. = 1 . . . 3 V S h Chóp 3. Thể tích khối lăng trụ bằng tích số của diện tích mặt đáy và chiều cao của khối lăng trụ. =. .V S h LT Hoạt động 2. B. Bài tập: Hệ thống bài tập ôn tập: Bài tập 1. Cho hình chóp tam giác O.ABC có ba cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc với nhau và OA = a, OB = b, OC = c. Hãy tính đường cao OH của hình chóp. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung GV giao nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS, gọi HS lên bảng trình bay, GV theo dõi và chính xác hoá lời giải. HS độc lập tiến hành giải toán, thông báo với GV khi có lời giải, lên bảng trình bày lời giải, chính xác hoá và ghi nhận kết quả. Giải: Dựng ^ON BC , ^OH AN , ta có: ìï ^ï Þ ^ Þ ^í ï ^ïî ( ) BC OA BC OAN BC OH BC ON Mặt khác: ^OH AN Suy ra: ^ ( )OH ABC Ta có: OBC vuông tại O và ^ON BC nên: = + Þ = + 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 .OB OC ON ON OB OC OB OC OAN vuông tại O và ^OH AN nên: = +2 2 2 1 1 1 OH OA ON +Tính thể tích khối tứ diện DA’C’D’? +Tính thể tích V của khối hộp? + Tính V1? +Từ đó suy ra tỉ số + = 2 '''' '''' '''' 3 4A D C a S . = - = - 2 2 2 2 '''' '''' 3 a DI DD D I b = = - - = '''' '''' '''' '''' '''' '''' 2 2 2 2 2 2 1 . 3 1 3 . 3 4 3 3 12 DA D C A D C V DI S a a b a b a + - = = 2 2 2 '''' '''' '''' 3 6 2DA D C a b a V V . +Ta có: ='''' '''' '''' 1 . 6BA B C V V = - - = - - = 1 '''' '''' '''' '''' '''' '''' 1 1 2 6 6 3 BA B C DA C D V V V V V V V V Þ =1 2 3 V V + = + 2 2 2 2 2 1 . OB OC OA OB OC + + Þ = 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 . . . . . OA OB OB OC OC OA OH OA OB OC + + Û = 2 2 2 2 2 2 . . . . . OA OB OB OC OC OA OH OAOB OC O A C B N H Bài tập 2 : Cho khối hộp ABCD.A’B’C’D’ có đáy là hình thoi cạnh a,A’C’ = a,độ dài cạnh bên bằng b.Đỉnh D cách đều 3 đỉnh A’,D’,C’ a)Tính thể tích khối tứ diện DA’C’D’, tính thể tích V của khối hộp b)Gọi V1 là thể tích của khối đa diện ABCDA’C’.Tính 1 V V a b a a M I D'''' C''''B'''' A'''' D C B A 1 V V Bài tập 3: Cho khối hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có AB=a, BC=b, AA’=c. Gọi E, F lần lượt là trung điểm của B’C’ và C’D’. Mặt phẳng (AEF) chia khối hộp đó thành hai khối đa diện (H) và (H’), trong đó (H) là khối đa diện chứa đỉnh A’. Timf thể tích (H) và (H’). Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung GV giao nhiệm vụ cho từng HS, theo dõi hoạt động của HS, gọi HS lên bảng trình bay, GV theo dõi và chính xác hoá lời giải. HS độc lập tiến hành giải toán, thông báo với GV khi có lời giải, lên bảng trình bày lời giải, chính xác hoá và ghi nhận kết quả. Giải: M L J I F E A D B C B'''' C'''' D''''A'''' Giả sử đường thẳng EF cắt đường thẳng A’B’ tại I và cắt đường thẳng A’D’ tại J. AI cắt BB’ tại L, AJ cắt DD’ tại M. Gọi (K) là tứ diện AA’IJ. Khi đó: = - -'''' ''''( ) ( ) . .H K L B IE M D JF V V V V Vì EB’=EC’ và B’I C’F nên = = '''' '''' '''' '''' 2 AB B I C F . Tương tự, = '''' '''' '''' 2 AD D J . Từ đó theo định lí Ta-lét ta có: = = = = '''' '''' '''' '''' '''' '''' '''' '''' 1 1 , 3 3AA AA LB IB MD JD IA IA . Do đó æ öç = =ç ç çè ø '''' . 1 1 3 . . . 3 2 2 2 3 8L B EI a b c abc V Nên: = - =( ) 3 2 25 8 72 72H abc abc abc V ='''' ( ) 47 72H abc V +Nhận xét tam giác MBC và MBD có gì đbiệt? Từ đó hãy trình bày lời giải? Hai tam giác có cùng đường cao mà MC = 2MD nên = 2MBC MBD S S .Suy ra = 2ABCM ABMD V V (vì hai khối đa diện có cùng chiều cao) => = Þ =2 2ABCM ABCM ABMD ABMD V V V V Bài tập 4 : Cho tứ diện ABCD.M là điểm trên cạnh CD sao cho MC = 2 MD.Mặt phẳng (ABM) chia khối tứ diện thành hai phần .Tính tỉ số thể tích hai phần đó. M D C B A 3. Củng cố bài học: - Muốn tính thể tích của một khối đa diện thì cần biết những yếu tố nào ? Đó là diện tích đáy và chiều cao của khối đa diện. - Xem lại các bài tập đã giải từ đó hãy rút ra phương pháp giải bài tập cho phù hợp - Cần nắm vững các định lí (tính chất ) được học ở lớp 11 để hổ trợ trong việc chứng minh nếu cần - Biết vận dụng thành thạo công thức tính thể tích . Biết phân tích mổ xẻ và tổng hợp bài toán BTVN: L àm hoàn chỉnh ôn chươngI. Bài tập làm thêm: Cho hai đoạn thẳng AB và CD chéo nhau, AC là đường vuông góc chung của chúng. Biết rằng AC = h, AB = a, CD = b và góc giữa hai đường thẳng AB và CD bằng 60 . Hãy tính thể tích của tứ diện ABCD. Tiết 10. ÔN TẬP CHƯƠNG I III. Tiến trình : 1. Kiểm tra bài cũ Câu hỏi Câu1: Trong các mệnh đề sau mệnh đề nào sai a. Hình lập phương là đa diện lồi b. tứ diện là đa diện lồi c. Hình hộp là đa diện lồi d. Hình tạo bởi hai từ diện đều ghép với nhau là một hình đa diện lỗi Câu2: Cho tứ diện ABCD Gọi B’ và C’ lần lượt là trung điểm AB, AC khi đó tỉ số thể tích của khối tứ diện AB’C’D và khối tứ diện ABCD bằng: .a .b .c .d Đáp án Câu 1: d Câu 2: b 2. Bài ôn: Giải bài tập 5 Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung Gọi hs đọc đề Hướng dẫn vẽ hình OH ^ mp(ABC) tại H. ta có AH cắt BC tại E. BC ^ AO và BC ^ OH Þ BC ^ mp(AOE) Vậy BC ^ AE Gọi hs nêu cách vẽ hình D OBC vuông tại O có OH là đường cao theo hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có điều gì? Gọi hs tính OE Tương tự với D AOH hãy tính OH Đọc đề Xem GV hướng dẫn vẽ hình Nêu cách vẽ Nêu các hệ thức lượng trong tam giác vuông Tính OE Tính OH Bài 5: Kẻ AE ^ BC, OH ^ AE ta có BC ^ OA, BC ^ OE Þ ^ ( )BC AOE Þ ^BC OH mà AE OH Þ ^ ( )OH ABC vậy OH là đường cao của hình chóp = = + = = + ++ = + + 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 . . . : OB OC b c OE BC b c OAOE abc b c OH a AE b cb c abc OH a b b c c a Gọi hs đọc đề Hướng dẫn vẽ mặt phẳng chứa BC và vuông góc với SA Vì S.ABC là hình chóp đều nên chân đường cao trùng với tâm G của đáy Có nhận xét gì về vị trí tương đối giữa BC và SA ? Trong D SAE kẻ ED ^ SA có nhận xét gì về đường thẳng SA và mp(BCD) ? Có nhận xét gì về các tam giác D ABE, D ADE, D SAG Hãy tính AE,AD,AG,SA Đọc đề Chứng minh BC ^ SA Chứng minh SA ^ mp(BCD) D ABE, D ADE, D SAG là các nữa tam giác đều Tính AE , AD , AG , SA Bài 6: a) Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC, E là trung điểm BC. Ta có BC ^ ;SG BC ^ SA Þ BC ^ mp(SAC). Trong mp(SAE) kẻED ^ SAÞ SA ^ mp(BCD) D ABC đều cạnh a Þ AE= 3 2 a 600 Ta có thể xem D SBC là đáy chung của hai hình chóp D.SBC và A.SBC gọi h và h’ lần lượt là hai đường cao tương ứng ta có = '''' h SD h SA Tính tỉ số thể tích D ADE là nữa tam giác đều AD= 3 4 a AG = = 2 3 3 a AE D SAG là nữa tam giác đều SA = 2AG = 2 3 a - = = = = 5 3 2 5 : 12 83 SBCD SABC V SD SA AD a a V SA SA Gọi hs tính VSABC ; VSBCD Tính VSABC ; VSBCD b) = = Þ = = 3 3 1 1 3 3 . . . . 3 2 2 12 5 .5 3 8 96 SABC SBCD SABC a a V a a a V V Hãy định nghĩa góc giữa hai mặt phẳng ? Hướng dẫn hs vẽ hình Hãy viết các công thức về diện tích của tam giác Cho hs hoạt động nhóm tính thể tích Định nghĩa góc giữa hai mặt phẳng Xem hướng dẫn P : nữa chu vi ; r: bán kính đường tròn nội tiếp R: bán kính đường tròn ngoại tiếp DABC S = 1 2 ab.sinC = - - -( )( )( )p p a p b p c = p.r = 4 abc R Tính SH Tính thể tích Bài 7: Kẻ SH ^ (ABC), HE ^ AB, HF ^ BC, HJ ^ AC. Vì = 600 Þ HE =HF =HJ = r là bán kính đường tròn nội tiếp D ABC Nữa chu vi D ABC là p = 9a Theo công thức Hê-rông diện tích D ABC là : S = - - - =( )( )( ) 26 6p p a p b p c a Mà S = p.rÞ = = 2 6 3 S a r p Þ = = =0 2 6 . tan 60 . 3 3 2 2a SH r a Vậy VS.ABC = =21 6 6 .2 2 3 38 3.a a a VS.AB’C’D’ = VS.AB’C’+VS.AC’D’ Hãy dự đoán xem SC ^ mp(AB’C’D’) ? Vậy để tính VS.AB’C’ và VS.AC’D’ ta cần tính AB’, B’C’, AD’, D’C’, SC’ Cho hs tiến hành hđ nhóm tính theo các bước sau: Chứng minh SC ^ mp(AB’C’D’) Tính AB’, AD’, AC, AC’, B’C’, D’C’, SC’ Chú ý các hệ thức lượng trong tam giác vuông Đặc biệt: = +2 2 2 1 1 1 h a b a.h =b.c a2= b2 + c2 Tính VS.AB’C’, VS.AC’D’, VS.AB’C’D’ Dự đoán SC ^ mp(AB’C’D’) Tiến hành hoạt động nhóm theo từng gợi ý của gv Trình bày lời giải Bài 8: ü üï^ ï^ Þ ^ï ïÞý ý ï ï^ ^ï ïþþ Þ ^ Þ ^ ( ) '''' ma '''' '''' ( ) '''' () BC SA BC SAB AB BC BC AB AB SB AB SBC AB SC Tương tự AD’ ^ SC () Từ () và () suy ra ^ ( '''' '''' '''')SC AB C D Trong D SAB ta có = + = +2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 ''''AB AB SA a c Þ AB’= +2 2 ac a c Tương tự AD’= +2 2 bc b c AC= + + Þ = + + 2 2 2 2 2 2 2 '''' c a b a b AC a b c Từ đó có B’C’= + + + 2 2 2 2 2 2 . bc a b c a c D’C’= + + + 2 2 2 2 2 2 . ac a b c b c SC’= + + 2 2 2 2 c a b c VS.AB’C’= 1 3 AB’.B’C’.SC’= ? VS.AC’D’ = 1 ''''. '''' ''''. '''' 3 AD D C SC = ? Þ VS.AB’C’D’= + + + + + + 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( 2 ) 6( )( )( ) abc a b c a c b c a b c B Giải bài tập 9 60 60 a E F I M O C A D B S Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Gợi ý: + Dựng giao điểm I của SO và AM . Qua I kẻ đường thẳng song song BD cắt SB, SD lần lượt tại E và F => EFBD + Tính EI, FI = ? theo tính chất trọng tâm trong tam giác SAC + Nhận dạng tam giác SAC ? + Tính AM là đường cao của tam giác đều SAC ? + Tứ giác AEMF có hai đường chéo vuông góc nhau. Nêu công thức tính diện tích của nó ? + Xác định đường cao của hình hóp S.AEMF ? + Tính thể tích của nó ? LG Ta có: - Gọi O là tâm hình vuông ABCD, I là giao điểm của SO và AM. Dễ thấy rằng EF qua I và song song BD. Vì BD ^ (SAC) nên EF ^ (SAC). Từ đó suy ra EF ^ AM và = = 2 3 EI SI BO SO Þ = = = 2 2 3 3 a EI FI BO Vì góc = = 0 60SAC SCA nên tam giác SAC là tam giác đều cạnh 2a Do đó = = = 3 2 3 6 2 2 2 SA a a AM Ta có = = = 2 2 12 3 . 6 3AEMF a a S AM EI Do SM Î(SAC) và EF ^ (SAC) nên SM ^ EF . Mặt khác SAC là tam giác đều nên AM ^ SM và = = 2 2 2 SC a SM . Từ đó suy ra SM là đường cao hạ từ S đến mp(AEMF) Vậy = = 2 3 . 1 2 3 6 3 2 3 18S AEMF a a a V 3. Củng cố: +Nhắc lại các công thức tính thể tích +Để tính thể tích hình đa diện (H) nếu không tính được trực tiếp ta có thể chia hình đa diện đó ra nhiều hình (H1), (H2), …mà ta có thể tính được thể tích. Khi đó V(H)= + + 1 2 ( ) ( ) ...H H V V + Về nhà ôn tập lại kiến thức chương 1 chuẩn bị kiểm tra 1 tiết Bài tập bổ sung: A. Phần trắc nghiệm: Câu 1: Các mặt của khối tứ diện đều là: A. Hình tam giác đều B. Hình vuông C. Hình ngũ giác đều D. Hình thoi. Câu 2: Trong một hình đa diện, mỗi đỉnh là đỉnh chung của ít nhất: A. 2 mặt B. 3 mặt C. 4 mặt D. 5 mặt Câu 3: Thể tích của khối lăng trụ tam giác đều có tất cả các cạnh đều bằng 5a là: A. 125a3 B. 3125 3 a C. 3125 4 a D. 3125 3 4 a Câu 4: Thể tích của khối lăng trụ bằng 3 8 3a , chiều cao bằng 2a. Diện tích đáy của khối lăng trụ đó bằng: A. 4 3a B. 2 4 3a C. 3 4 3a D. 4 3 Câu 5: Thể tích của khối chóp tam giác S.ABC với đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng 3a , SA vuông góc với đáy và SA = 3a là: A. 3 9a B. 3 27a C. 3 9 4 a D. 3 9 3 4 a Câu 6: Cho khối lập phương ABCD.ABCD cạnh bằng a. Thể tích của khối tứ diện AABD bằng A. 3 4 a B. 3 2 a C. 3 3 a D. 3 6 a Câu 7: Cho khối lập phương ABCD.ABCD. Tỉ số thể tích của khối AABC và khối AABD bằng: A. 1 B. 2 C. 1 2 D. 1 6 Câu 8: Cho khối lập phương ABCD.ABCD. Tỉ số thể tích của khối AABC và khối lập phương ABCD.ABCD bằng: A. 1 B. 2 C. 1 2 D. 1 6 II. Phần tự luận: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh SA = a và SA vuông góc với đáy. a) Tính thể tích khối chóp S.ABC. b) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBC). ---------------------------------------------------------------------- Tiết 11. KIỂM TRA I. Mục tiêu. 1. Kiến thức: Kiểm tra các kiến thức: Khái niệm khối đa diện, khối đa diện lồi, khối đa diện đều và thể tích khối đa diện. Phân chia và lắp ghép khối đa diện. Các công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp. 2. Kỹ năng: Củng cố các kỹ năng: Nhận biết được các hình đa diện và khối đa diện. Chứng minh được hai hình đa diện bằng nhau. Phân chia và lắp ghép các khối đa diện. Vận dụng công thức tính thể tích của khối hộp chữ nhật, khối lăng trụ, khối chóp vào các bài toán tính thể tích. 3. Tư duy, thái độ: - Có tinh thần hợp tác, tích cực tham gia bài học, rèn luyện tư duy logic - Cẩn thận, chính xác trong tính toán, vẽ hình II. Chuẩn bị : 1. Thực tiễn: HS đã nắm được các kiến thức trong chương I. 2. Phương tiện : Bút, thước kẻ và giấy kiểm tra. III. Đề kiểm tra, đáp án và thang điểm: 1. MA TRẬN ĐỀ: 2. NỘI DUNG ĐỀ KIỂM TRA: SỞ GDĐT QUẢNG NAM MA TRẬN ĐỀ KIỂM TRA HÌNH HỌC 12 Trường THPT Nguyễn Thái Bình Chương I: KHỐI ĐA DIỆN VÀ THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN Ma trận đề kiểm tra : Mức độ nhận thức Vận dụng Các chủ đề cần đánh giá Nhận biết Thông hiểu Vận dụng thấp Vận dụng cao Tổng số câu hỏi, tổng số điểm 1- KN khối đa diện (2 tiết) 2 1,0 2 1,0 1 0,5 5 2,5 2- Khối đa diện lồi và khối đa diện đều (2 tiết) 2 1,0 2 1,0 1 1,0 5 2,5 3- Thể tích khối đa diện (4 tiết) 4 2,0 2 1,0 2 0,5 2 1,0 10 5,0 Tỉ lệ 8 4,0 6 3,0 4 2,0 2 1,0 20 10,0 MÔ TẢ Câu 1. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 2. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 3. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 4. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 5. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 6. Tìm mệnh đề đúng (sai). Câu 7. Điền cụm từ vào chỗ trống. Câu 8. Liên hệ giữa cạnh, đỉnh và mặt khối đa diện đều. Câu 9. Xác định số mặt phẳng đối xứng khối đa diện. Câu 10. Liên quan đến tính chất khối đa diện đều. Câu 11. Thể tích khối chóp. Câu 12. Thể tích khối chóp. Câu 13. Thể tích khối chóp. Câu 14. Thể tích khối lăng trụ. Câu 15. Thể tích khối lăng trụ. Câu 16. Tỉ số thể tích . Câu 17. Tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng. Câu 18. Tính diện tích đa giác dựa vào thể tích. Câu 19. Câu hỏi tổng hợp. Câu 20. Câu hỏi tổng hợp. ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT ĐỀ GỐC 01 Câu 1. Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng ? A. Mỗi hình đa diện có ít nhất 4 mặt. B. Mỗi hình đa diện có ít nhất 6 mặt. C. Mỗi hình đa diện có ít nhất 5 mặt. D. Mỗi hình đa diện có ít nhất 8 mặt. Câu 2. Hãy chọn cụm từ (hoặc một từ) cho dưới đây để sau khi điền vào chỗ trống trở thành mệnh đề đúng ? “ Số cạnh của một hình đa diện luôn....” A. lớn hơn hoặc bằng 6. B. lẻ. C. chẵn. D. nhỏ hơn hoặc bằng 6. Câu 3. Hai hình đa diện bằng nhau khi và chỉ khi thỏa mãn điều kiện nào sau đây? A. Có phép dời hình biến hình này thành hình kia. B. Có phép tịnh tiến biến hình này thành hình kia. C. Có các cạnh tương ứng bằng nhau. D. Có thể tích bằng nhau. Câu 4. Mỗi cạnh của hình đa diện là cạnh chung của ít nhất bao nhiêu mặt ? A. 2 mặt. B. 3 mặt. C. 4 mặt. D. 6 mặt. Câu 5. Khối lăng trụ . '''' '''' ''''ABC A B C được phân chia thành 3 khối chóp nào sau đây ? A. '''', '''' '''', '''' '''' ''''ACBB ACB C AA B C . B. '''', '''' '''', '''' ''''ACBB ACB C AA B C . C. '''', '''' '''', '''' '''' ''''ACBB ACB C A AB C . D. '''', '''' '''', '''' '''' ''''ACBB ACB A AA B C . Câu 6. Trong các mệnh đề sau đây, mệnh đề nào sai ? A. Ghép hai khối đa diện lồi sẽ được một khối đa diện lồi. B. Khối lập phương là khối đa diện lồi. C. Khối chóp là khối đa diện lồi. D. Khối lăng trụ là khối đa diện lồi. Câu 7. Cho khối đa diện đều thuộc loại { }3; 3 . Tính tổng số cạnh, số đỉnh và số mặt của
CHUYÊN ĐỀ: KHỐI ĐA DIỆN Ngày soạn: 31/08 Ngày dạy: Từ 5/9-17/11 Mỗi tuần tiết, 11 tuần Dạy lớp Chủ đề 1: KHÁI NIỆM VỀ KHỐI ĐA DIỆN (Tiết 1,2) I Mục tiêu (chủ đề) Kiến thức: - Nắm khái niệm khối đa diện hình đa diện - Phân biệt khối đa diện hình đa diện - Vẽ hình biểu diễn khối đa diện hình đa diện thường gặp: khối chóp, khối tứ diện khối lăng trụ, khối hộp, khối lập phương - Nắm phép biến hình khơng gian địnhn nghĩa hai đa diện Kỹ năng: - Nhận biết khối cho có phải khối đa diện hay không - Phân chia lắp ghép khối đa diện - Hướng đến làm toán lien quan đến khối đa diện như: tính thể tích, tính diện tích thiết diện, tính khoảng cách đường thẳng… Thái độ: - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức Có tinh thần hợp tác học tập - Liên hệ với nhiều vấn đề thực tế với học - Phát huy tính độc lập, sáng tạo học tập Định hướng phát triển lực: - Năng lực tạo nhóm tự học sáng tạo để giải vấn đề: Cùng trao đổi đưa phán đốn q trình tìm hiểu toán tượng toán thực tế - Năng lực hợp tác giao tiếp: Tạo kỹ làm việc nhóm đánh giá lẫn - Năng lực quan sát, phát giải vấn đề: Cùng kết hợp, hợp tác để phát giải vấn đề, nội dung bào tốn đưa - Năng lực tính tốn: - Năng lực vận dụng kiến thức: Phân biệt khối đa diện khối đa diện… II Chuẩn bị giáo viên học sinh Giáo viên: - Các hình ảnh minh họa khối đa diện: Khối rubic, khối chop, khối lăng trụ - Bảng phụ trình bày kết hoạt động nhóm, máy tính, máy chiếu… Học sinh: - Nghiên cứu trước nhà học - Ơn tập kiến thức quan hệ vng góc, quan hệ song song - Tìm kiếm thơng tin hình ảnh liên quan đến chủ đề III Chuỗi hoạt động học GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) Cho học sinh quan sát hình ảnh, cầm nắm vật thay (mơ hình) giới thiệu khối đa diện Cụ thể Kim Tự Tháp (Ai Cập), rubic NỘI DUNG BÀI HỌC (HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC) 2.1 Nội dung 1:Khối lăng trụ khối chóp Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: I Khối lăng trụ khối chóp H1: Quan sát hình vẽ khối lăng trụ, khối chóp Từ phát biểu định nghĩa khối lăng trụ, khối chóp HS quan sát hình vẽ khối lăng trụ, khối chóp từ phát biểu định nghĩa khối lăng trụ, khối chóp Hình thành: - Khối lăng trụ: Là phần không gian bị giới hạn lăng tru, kể hình lăng trụ - Khối chóp: Là phần khơng gian bị giới hạn Củng cố: Cho học sinh quan sát vật thật hình chóp, kể hình chóp 2.2 Nội dung 2: Hình đa diện khối đa diện Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: I Khái niệm hình đa diện khối H1: Quan sát hình lăng trụ, hình đa diện chóp học nhận xét đa giác mặt nó? HS quan sát hình vẽ khối lăng trụ, Khái niệm hình đa diện khối chóp từ phát biểu nhận xét Định nghĩa: Hình đa diện hình khơng gian đa giác mặt tạo mặt đa giác có tính Hình thành: chất: a Hai đa giác phân biệt khơng có điểm chung, có đỉnh chung, có cạnh chung b Mỗi cạnh đa giác cạnh chung hai đa giác Cạnh Củng cố: Quan sát vật thật Đỉnh Mặt Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: Khái niệm khối đa diện H1: Từ định nghĩa khối lăng trụ khối chóp, định nghĩa khối đa diện? HS xem lại định nghĩa khối lăng trụ Định nghĩa: Khối đa diện phần khơng gian khối chóp, từ phát biểu định nghĩa giới hạn hình đa diện khối đa diện Hình thành: Điểm Củng cố: Điểm H2: Quan sát hình vẽ 1.7, 1.8 giải thích hình khối đa diện khơng phải khối đa diện HS quan sát hình vẽ 1.7, 1.8 trả lời câu hỏi GV đặt 2.3 Nội dung 4: Phép dời hình không gian Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: III Hai đa diện H1: Dựa vào phép dời hình mặt Phép dời hình khơng gian phẳng, định nghĩa phép dời hình Phép dời hình: khơng gian? H2: Hãy liệt kê phép dời hình Phép biến hình khơng gian: Là quy tắc không gian? đặt tương ứng điểm M với điểm M’ xác định Hình thành: Phép biến hình khơng gian bảo tồn khoảng cách hai điểm gọi phép dời hình không gian Các phép dời hình khơng gian: a) Phép tịnh tiến theo vectơ v v M’ M b) Phép đối xứng qua mặt phẳng: M M1 Củng cố: P H3: Hãy nêu tính chất chung phép dời hình Từ suy tính M’ chất phép dời hình? HS nhớ lại: Phép dời hình mặt c) Phép đối xứng tâm O: phẳng phép biến hình mặt phẳng bảo toàn khoảng cách hai O M’ điểm Từ HS phát biểu định nghĩa M phép dời hình khơng gian HS nghiên cứu SGK liệt kê phép dời hình khơng gian với đầy đủ định nghĩa, tính chất d) Phép đối xứng qua đường thẳng: d M’ P M I TL3: Tính chất phép dời hình: 1) Biến điểm thẳng hàng thành điểm thẳng hàng bảo toàn điểm 2) Biến điểm thành điểm, đoạn thẳng thành đoạn thẳng nó,…., biến đa diện thành đa diện 3) Thực liên tiếp phép dời hình phép dời hình Củng cố phần học: * Câu hỏi 1: (GV treo bảng phụ_Chứa hình a, b, c) Trong hình sau, hình hình đa diện, hình khơng phải hình đa diện? D C A B D' C' A' B' (a) (b) (c) (d) - Hãy giải thích hình (b) khơng phải hình đa diện? * Câu hỏi 2: (GV treo bảng phụ_Chứa hình d) Cho hình lập phương hình vẽ Hãy chia hình lập phương thành hai hình lăng trụ nhau? ĐÁP ÁN: D C * Câu hỏi 1: (5 điểm) a; c; d * Câu hỏi 2: (5 điểm) A B D' C' A' B' 2.3 Nội dung Hai đa diện Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận Hai đa diện H1: Từ định nghĩa hai hình mặt phẳng, định nghĩa hai đa diện HS nhớ lại: Hai hình gọi có phép dời hình biến hình thành hình Từ HS phát biểu Định nghĩa: Hai đa diện gọi định nghĩa hai đa diện có phép dời hình biến đa diện Hình thành: thành đa diện Củng cố: Cho học sinh lấy ví dụ khối đa diện 2.5 Phân chia lắp ghép khối đa diện Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: IV Phân chia lắp ghép khối đa H: Nghiên cứu SGK cho biết diện phân chia lắp ghép khối đa diện? Nếu khối đa diện (H) hợp hai khối đa GV cho HS quan sát hình vẽ 1.13 trang 11, diện (H1), (H2) cho (H1) (H2) không SGK có điểm chung ta nói phân HS nghiên cứu SGK cho biết chia (H) thành (H1) (H2), hay lắp phân chia lắp ghép khối đa diện ghép (H1) (H2) để (H) Hình thành: H H1 H2 LUYỆN TẬP: “Chia khối lập phương thành khối tứ diện nhau” Hoạt động GV HS Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ: Bài 4/12 SGK: - GV treo bảng phụ có chứa hình lập phương câu hỏi KTBC - Ta chia lăng trụ ABD.A’B’D’ thành - Gợi mở cho HS: tứ diện BA’B’D’, AA’BD’ + Ta cần chia hình lập phương thành hình ADBD’ tứ diện Phép đối xứng qua (A’BD’) biến tứ + Theo câu hỏi KTBC, em chia hình diện BA’B’D’ thành tứ diện AA’BD’ lập phương thành hai hình lăng trụ phép đối xứng qua (ABD’) biến tứ + CH: Để chia hình tứ diện ta diện AA’BD’ thành tứ diện ADBD’ cần chia nào? nên ba tứ diện Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ: - Làm tương tự lăng trụ BCD.B’C’D’ ta chia hình lập Học sinh báo cáo kết thảo luận: phương thành tứ diện - HS trả lời cách chia - HS nhận xét Giáo viên nhận xét, chỉnh sửa D C A B C' D' A' B' - Theo dõi - Phát cần chia hình lăng trụ thành ba hình tứ diện - Suy nghĩ để tìm cách chia hình lăng trụ ABD.A’B’D’ thành tứ diện - Nhận xét trả lời bạn Giải BT trang 12 SGK: “CMR đa diện có mặt tam giác tổng số mặt số chẵn Cho ví dụ” Hoạt động GV HS Nội dung *Chuyển giao nhiệm vụ Bài 1/12 SGK: - Hướng dẫn HS giải: Giả sử đa diện (H) có m mặt + Giả sử đa diện có m mặt Ta c/m m số Do: Mỗi mặt có cạnh nên có 3m chẵn cạnh + CH: Có nhận xét số cạnh đa diện Mỗi cạnh (H) cạnh chung này? hai mặt nên số cạnh (H) c + Nhận xét chỉnh sửa = 3m - CH: Cho ví dụ? D C * Hs tiếp nhận nhiệm vụ: - Suy nghĩ trả lời A B *Hs báo cáo kết thảo luận C' *Gv nhật xét tổng kết D' Do c nguyên Ad'ương nên m phải số chẵn (đpcm) VD: Hình tứ diện có mặt 4.MỞ RỘNG, TÌM TỊI “Chia khối lập phương thành khối tứ diện” D C A B C' D' A' B' - Ta chia lăng trụ thành tứ diện AA’BD, B’A’BC’, CBC’D, D’C’DA’ DA’BC’ - GV hệ thống lại kiến thức học: Khối lăng trụ khối chóp; hình đa diện khối đa diện Khái niệm phép dời hình khơng gian, phép dời hình khơng gian, khái niệm hai đa diện Chủ đề 2: KHỐI ĐA DIỆN LỒI VÀ KHỐI ĐA DIỆN ĐỀU (Tiết 3,4) I Mục tiêu (chủ đề) Kiến thức: Qua giảng học sinh cần đạt: - Nắm định nghĩa khối đa diện lồi Hiểu khối đa diện Nắm định lí bảng tóm tắt loại khối tứ diện Kỹ năng: - Nhận biết khối cho có phải khối đa diện lồi, khối đa diện không? - Nắm loại hối đa diện - Hướng đến làm toán liên quan đến khối đa diện lồi, khối đa diện như: tính thể tích, tính diện tích thiết diện, tính khoảng cách đường thẳng… Thái độ: - Tích cực hoạt động; chủ động phát hiện, chiếm lĩnh tri thức Có tinh thần hợp tác học tập - Liên hệ với nhiều vấn đề thực tế với học - Phát huy tính độc lập, sáng tạo học tập Định hướng phát triển lực: - Năng lực tạo nhóm tự học sáng tạo để giải vấn đề: Cùng trao đổi đưa phán đốn q trình tìm hiểu tốn khoảng cách tượng toán thực tế - Năng lực hợp tác giao tiếp: Tạo kỹ làm việc nhóm đánh giá lẫn - Năng lực quan sát, phát giải vấn đề: Cùng kết hợp, hợp tác để phát giải vấn đề, nội dung bào tốn đưa - Năng lực tính tốn: - Năng lực vận dụng kiến thức: Phân biệt loại khối đa diện II Chuẩn bị giáo viên học sinh Giáo viên: - Các hình ảnh minh họa khối đa diện: Khối rubic, khối chóp , khối đa diện loại mặt, mặt - Bảng phụ trình bày kết hoạt động nhóm, máy tính, máy chiếu… Học sinh: - Nghiên cứu trước nhà học - Ôn tập kiến thức quan hệ vng góc, quan hệ song song - Tìm kiếm thơng tin hình ảnh liên quan đến chủ đề III Chuỗi hoạt động học GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) (3’) Cho học sinh quan sát hình ảnh, giới thiệu khối đa diện thực tế NỘI DUNG BÀI HỌC 2.1 Nội dung 1:Khối lăng trụ khối chóp Nội dung Hoạt động GV HS I Khối đa diện lồi Tiếp cận: Cho hs nhắc lại định nghĩa khối chóp, khối lăng trụ học Định nghĩa: Khối đa diện (H) H1: Từ định nghĩa hình đa giác lồi mặt gọi khối đa diện lồi đoạn thẳng phẳng, định nghĩa khái niệm khối đa diện nối hai điểm (H) thuộc lồi? (H) Hình thành: Ví dụ: Khối lăng trụ, khối chóp,… Củng cố: H2: Hãy lấy ví dụ khối đa diện lồi? HS nhớ lại: Một hình đa giác gọi lồi đoạn thẳng nối hai điểm hình đa giác ln thuộc đa giác Từ HS phát biểu định nghĩa khối đa diện lồi TL2: Khối lăng trụ, khối chóp, … Nhận xét: Một khối đa diện khối đa diện lồi miền ln nằm phía với mặt phẳng chứa mặt 2.2 Khối đa diện Hoạt động GV HS Nội dung Tiếp cận: II Khối đa diện H1: Quan sát khối tứ diện nhận xét mặt, đỉnh GV: Khối tứ diện ví dụ khối đa diện H2: Các mặt khối đa diện có dặc điểm gì? HS quan sát khối tứ diện đưa nhận xét Định nghĩa: Khối đa diện loại Hình thành: {p;q} khối đa diện lồi có tính chất sau: a) Mỗi mặt đa giác p cạnh TL2: Các mặt khối đa diện đa b) Mỗi đỉnh đỉnh chung giác q mặt 2.3 Các loại khối đa diện đều: Tiếp cận: H1: Quan sát khối đa diện đếm số đỉnh, số cạnh, số mặt khối đa diện đều?