trong không gian Dịch chuyển điểm A và điểm màu đỏ nằm trên đường thẳng a để quan sát sự thay đổi đường thẳng trong không gian.Nếu trong khi dịch chuyển bấm giữ phím Shift sẽ làm cho điể
Trang 1Minh họa hình vẽ bằng Cabri 3D theo SGK Hình học 11
Mục lục
Chương I Đại cương về đường thẳng và mặt phẳng 2
Bài 1 Các khái niệm mở đầu 2
Bài 2 Các tiên đề của hình học không gian 4
Bài 3 Hình chóp 6
Chương II Quan hệ song song 8
Bài 1 Hai đường thẳng song song 8
Bài 2 Đường thẳng và mặt phẳng song song 10
Bài 3 Hai mặt phẳng song song 12
Bài 4 Hình lăng trụ và hình hộp 13
Bài 5 Hình chóp cụt 14
Bài 6 Phép chiếu song song 15
Chương III Quan hệ vuông góc 17
Bài 1 Hai đường thẳng vuông góc 17
Bài 2 Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng 19
Bài 3 Hai mặt phẳng vuông góc 23
Bài 4 Khoảng cách 26
Bài 5 Góc 28
Chương IV Mặt cầu và mặt tròn xoay 31
Bài 1 Mặt cầu 31
Bài 2 Vị trí tương đối của một mặt cầu với mặt phẳng và đường thẳng 32
Bài 3 Mặt cầu ngoại tiếp hình chóp và hình lăng trụ 34
Bài 4 Mặt tròn xoay 36
Chương V Diện tích và thể tích 38
Bài 1 Hình đa diện và khối đa diện 38
Bài 2 Thể tích các khối đa diện 39
Bài 3 Diện tích các hình tròn xoay Thể tích các khối tròn xoay 41
Trang 2Chương I Đại cương về đường thẳng và mặt phẳng
Bài 1 Các khái niệm mở đầu
Dùng chuột kích rê các đỉnh trên hình đáy của hình chóp để dịch chuyển các điểm này trên mặt phẳng
Nháy và rê chuột tại đỉnh của hình chóp
để dịch chuyển đỉnh này theo phương nằm ngang Dich chuyển trong khi giữ phím Shift sẽ dịch chuyển đỉnh hình chóp theo phương thẳng đứng
Dùng chuột kéo rê tại các đỉnh nằm trênmặt phẳng sẽ làm cho hình xoay và chuyển động Có thể dịch chuyển toàn
bộ khối lập phương bằng cach dịch chuyển điểm nằm tại tâm của đáy hình lập phương (điểm có màu đỏ)
Dùng chuột kéo rê tại các đỉnh nằm trênmặt phẳng để làm cho khối 12 mặt chuyển động Dịch chuyển điểm nằm tạitâm của đáy (có màu đỏ) sẽ làm cho toàn khối chuyển động trong không gian)
Trang 3Hình Thể hiện Mô tả ngắn
Dịch chuyển các điểm nằm trên vòng tròn xích đạo để quan sát sự thay đổi của hình cầu Dịch chuyển tâm hình cầu
sẽ làm cho toàn bộ hình cầu dịch chuyển trong không gian
Dich chuyển điểm A trên mặt phẳng có màu đậm hơn Dịch chuyển A cùng với giữ phím Shift sẽ làm cho mặt phẳng này chuyển động theo phương thẳng đứng và quan sát sự chuyển động của mặt phẳng này trong không gian
phương trong không gian
Kích và rê chuột tại các đỉnh trên đáy sẽlàm cho các khối hình này chuyển động
trong không gian
Dịch chuyển điểm A và điểm (màu đỏ) nằm trên đường thẳng a để quan sát sự thay đổi đường thẳng trong không gian.Nếu trong khi dịch chuyển bấm giữ phím Shift sẽ làm cho điểm chuyển động theo phương thẳng đứng
Trang 4Bài 2 Các tiên đề của hình học không gian
(Minh họa cho chứng minh định lý 1)
Dịch chuyển các điểm C, D trên mặt phẳng P hoặc dịch chuyển điểm (màu đỏ) trên mặt phẳng Q để quan sát sự thay đổi trong không gian của mặt phẳng Q và giaođiểm của P và Q
Các điểm B, C có thể dịch chuyển trêb đường thẳng
Nháy và rê chuột trực tiếp trên đường thẳng sẽ làm dịch chuyển đường thẳng này
Nháy vả rê chuột trực tiếp trên các đường thẳng a, b để làm chuyển động các đường thẳng này Có thể dịch chuyển các điểm A,
B trên các đường thẳng a, b tương ứng
Dịch chuyển các điểm A, B, C, D trên mặt phẳng và điểm S trong không gian để quansát sự thay đổi của các đối tượng hình học trên hình
Các điểm A, B, C có thể được chuyển động tự do trên mặt phẳng P Điểm O chuyển động trong không gian Muốn chuyển dịch điểm O theo chiều thẳng đứnghãy nhấn giữ phím Shift trong khi dịch chuyển điểm Các điểm A’, B’, C’ dịch chuyển trên các cạnh tương ứng của hình chóp OABC
Trang 5Hình Thể hiện Mô tả ngắn
Các điểm A, B, C chuyển động tự do trên mặt phẳng Điểm O chuyển động trong không gian Các điểm A’, B’, C’ chuyển động tự do trên các cạnh tương ứng M chuyển động tự do trên mặt phẳng chính.Dùng chuột dịch chuyển các điểm này để quan sát toàn bộ hệ thống
Trang 6Các đỉnh A, B, D có thể dịch chuyển tự dotrên mặt phẳng bằng cách kéo rê chuột tại các đỉnh này
Dùng chuột dịch chuyển đỉnh S trong không gian (bấm giữ phím Shift để dịch chuyển S theo chiều thẳng đứng)
Quan sát sự thay đổi của toàn bộ hình khi các đỉnh thay đổi trong không gian
Trang 7Hình Thể hiện Mô tả ngắn
Các điểm A, B, C, D chuyển động tự do trên mặt phẳng chuẩn
Dùng chuột để dịch chuyển đỉnh S tự do trong không gian và quan sát tổng thể toàn
bộ hình
Trang 8Chương II Quan hệ song song
Bài 1 Hai đường thẳng song song
b để thu được 3 vị trí khác nhau giữa hai đường này: trùng nhau, song song và giao nhau
Có thể dịch chuyển trực tiếp đường thẳng bằng cách di chuột trên đường thẳng này.H15d Hình 15 (d) Vị trí tương đối giữa hai
đường thẳng trong không gian.
Trên mỗi đường thẳng a, b đều có hai điểm (màu đỏ) dùng làm điểm điều khiển chuyển động Nháy và kéo rê các điểm này sẽ làm cho các đường thẳng này chuyển động b luôn chuyển dịch trên mặt phẳng nằm ngang a sẽ chuyển động tự do trong không gian
H16 Hình 16 Minh họa cho định lý 1.
Đường thẳng a luôn song song với b Dịch chuyển điểm A trên mặt phẳng để quan sát Trên b cũng có một điểm (màu đỏ) dùng để điều khiển đường thẳng này
H17ab Hình 17 (a, b) Minh họa cho định lý 2.
Trên các đường thẳng a, b đều có hai điểm (màu đỏ) dùng làm điểm điều khiển Dùng chuột dịch chuyển các điểm này sẽ làm cho
a, b chuyển động tự do trên mặt phẳng P Dịch chuyển các đường thẳng này để quan sát các mặt phẳng Q, R thay đổi Quan sát hai vị trí khác nhau của a, b: giao nhau và song song Trên đường thẳng c cũng có 1 điểm điều khiển Dịch chuyển điểm này
Trang 9Hình Thể hiện Mô tả ngắn
trong không gian sẽ quan sát được sự thay đổi của Q, R trong không gian và giao điểm của chúng với P
A, B là hai điểm lần lượt nằm trên các đường thẳng a, b Ta sẽ thấy các đường a, b luôn song song với đường thẳng c
Điểm A’ dùng để điều khiển thay đổi của đường thẳng a trong không gian
Trên mặt phẳng nằm ngang (trong suốt) còn
có 2 điểm điều khiển nữa Các điểm này kết hợp với A, B dùng để điều khiển sự thay đổi
vị trí của các mặt phẳng đi qua a và b.H19 Hình 19 Minh họa cho định lý 3.
Điểm giao của b, c với mặt phẳng nằm ngang chính là các điểm điều khiển chuyển động của các đường thẳng b, c Muốn dịch chuyển a hãy kéo thả chuột trực tiếp trên đường thẳng này
Các điểm B, C, D có thể dịch chuyển tự do trong mặt phẳng nằm ngang Điểm S chuyển động tự do trong không gian Các điểm và đường còn lại phụ thuộc vào 4 điểmvừa nêu
Các điểm B, C, D chuyển động tự do trên mặt phẳng nằm ngang Điểm A chuyển động tự do trong không gian Các điểm và đường còn lại phụ thuộc vào 4 điểm đã cho
Trang 10Bài 2 Đường thẳng và mặt phẳng song song
để quan sát chuyển độn của a
Trên mặt phẳng P cũng có một điểm điều khiển (bên trái, màu đỏ) Dịch chuyển điểm này theo chiều thẳng đứng (trong khigiữ phím Shift) để quan sát sự chuyển động của P
H22b Hình 22b Đường thẳng cắt mặt phẳng
tại một điểm.
Mặt phẳng P có thể được chuyển động theo chiều thẳng đứng bằng cách dịch chuyển điểm điều khiển trong không gian Trên đường thẳng a có 2 điểm điều khiển, trong đó điểm I luôn nằm trên mặt phẳng
Trên đường thẳng a có 2 điểm điều khiển Đường thẳng d đi qua 1 điểm trong không gian (điểm này có thể chuyển dịch tự do trong không gian) và luôn song song với a.Trên mặt phẳng P có một điểm điều khiển (màu đỏ, bên trái) Dịch chuyển điểm này
để quan sát sự chuyển động của P theo phương thẳng đứng
Mặt phẳng Q xác định bởi đường thẳng d
và một điểm (màu đỏ) trong không gian Dịch chuyển các điểm này để quan sát sự chuyển động của Q và giao của Q và P
Trang 11Hình Thể hiện Mô tả ngắn
Trên P có một điểm điều khiển (bên trái, màu đỏ) dùng để dịch chuyển P trong không gian theo chiều thẳng đứng
Các mặt phẳng P, Q được xác định đi qua
1 đường thẳng nằm trên mặt phẳng nằm ngang (trong suốt) và luôn song song với
d
Trên d có 2 điểm điều khiển, trong đó một điểm luôn nằm trên mặt phẳng nằm ngang,một điểm nằm trong không gian và chuyểnđộng tự do
Dịch chuyển các 2 đường thẳng tạo nên P,
Q (mỗi đường này lại có 2 điểm điều khiển) để quan sát tổng thể giao của P và
Q trong không gian
Ta sẽ thấy đường thẳng a là giao của P, Q
sẽ luôn luôn song song với d
Đường thẳng b chuyển động tự do trong không gian (xác định bởi 2 điểm điều khiển, trong đó có 1 điểm chuyển động hoàn toàn tự do trong không gian) Đường thẳng a chuyển động tự do trên mặt phẳng nằm ngang Điểm M chuyển động trên a Đường thẳng b’ luôn song song với b.Mặt phẳng nằm ngang có thể chuyển động bởi 01 điểm điều khiển màu đỏ
Các đỉnh B, C, D chuyển động tự do trên mặt phẳng đáy Điểm A chuyển động tự
do trong không gian
Điểm M chuyển động tự do trên mặt phẳng ABC P là mặt phẳng đi qua M và song song với AB, CD (mặt phẳng này trong suốt)
Trang 12Bài 3 Hai mặt phẳng song song
Hình Thể hiện Mô tả ngắn
H28 Hình 28 Minh họa cho định lý 1.
Đường thẳng a chuyển động tự do trên mặt phẳng P và xác định bởi 2 điểm điều khiển
H29 Hình 29 Minh họa cho định lý 2.
Hai đường thẳng a, b chuyển động tự do trên mặt phẳng P Mỗi đường thẳng được xác định bởi 2 điểm điều khiển (màu đỏ)
H30 Hình 30 Minh họa cho định lý 3.
Hai đường thẳng a, b chuyển động tự do trên mặt phẳng P Mỗi đường thẳng được xác định bởi 2 điểm điều khiển (màu đỏ) Điểm A chuyểnđộng tự do trên Q Các đường thẳng a’, b’ đi qua
A và song song với a, b tương ứng
H31 Hình 31 Minh họa cho Hệ quả 2, định lý 3.
Hai mặt phẳng P, Q có thể dịch chuyển theo chiều thẳng đứng và được điều khiển bởi 2 điểm màu đỏ bên trái
H32 Hình 32 Minh họa cho định lý 4.
Mặt phẳng S xác định bởi đường thẳng a trên P
và một điểm trên Q Đường thẳng a xác định bởi
2 điểm điều khiển Mặt phẳng P có thể dịch chuyển theo chiều thẳng đứng
Trang 13H34a Hình 34a Hình lăng trụ tam giác
Có thể dịch chuyển các đỉnh của hình lăng trụ này
Trang 14Mặt phẳng P được điều khiển bởi một điểm (màu đỏ) Dịch chuyển điểm này theo chiều thẳng đứng (nhớ bấm giữ phím Shift) sẽ làm co P chuyển động theo phương thẳng đứng.
Trang 15Bài 6 Phép chiếu song song
H37 Hình 37 Phép chiếu song song.
Đường thẳng l được xác định bởi 2 điểm chuyển động tự do trong không gian Điểm Mchuyển động tự do trong không gian M’ là hình chiếu song song của M theo phương của đường thẳng l
Mặt phẳng P được điều khiển bởi một điểm (màu đỏ)
H38 Hình 38 Minh họa cho định lý 1
Các điểm A, C chuyển động tự do trong không gian Điểm B chuyển động trên đường thẳng AC Dịch chuyển các điểm A, B, C để quan sát hình và kiểm tra tính đúng đắn của định lý
H39 Hình 39 Minh họa cho định lý 2
Đường thẳng a được xác định bởi điểm A và một điểm chuyển động tự do trong không gian Điểm B chuyển động tự do trong không gian Đường thẳng b luôn song song với đường thẳng a
Dịch chuyển B trong không gian để quan sát tính đúng đắn của định lý
H40 Hình 40 Minh họa cho trường hợp 1, định
lý 3
Đường thẳng a xác định bởi hai điểm A và D.Các điểm B, C chuyển động tự do trên a Dịch chuyển B, C để quan sát các tỷ lệ Dịch chuyển A, D để quan sát toàn bộ hình.H41 Hình 41 Minh họa cho trường hợp 2, định
Trang 16H43 Hình 43 Biểu diễn hình chiếu tam giác lên
mặt phẳng
Trên hình là biểu diễn hình chiếu song song cúa một tam giác đều và một tam giác với đường cao lên cùng một mặt phẳng Có thể tương tác làm chuyển động các tam giác gốc
và phuơng của đường thẳng chiếu Quan sát hình ảnh chiếu của các tam giác này lên mặt phẳng và đưa ra các nhận xét của mình
H44 Hình 44 Biểu diễn hình chiếu của hình
vuông, hình bình hành
Trên hình là biểu diễn của một hình vuông vàmột hình bình hành lên cùng một mặt phẳng
Có thể tương tác làm chuyển động các hình gốc và phuơng của đường thẳng chiếu Quan sát hình ảnh chiếu của các hình này lên mặt phẳng và đưa ra các nhận xét của mình.H45 Hình 45 Biểu diễn hình chiếu của hình
Trang 17Chương III Quan hệ vuông góc
Bài 1 Hai đường thẳng vuông góc
Hai đường thẳng a, b được điều khiển bởi 2 điểm Mặt phẳng chính được điều khiển bởi 1 điểm (màu đỏ) theo phương thẳng đứng
H47 Hình 47 Góc giữa hai đường thẳng bất kỳ
trong không gian.
Góc giữa hai đường thẳng a, b trong không gian được tính bởi góc giữa hai đường thẳng a’, b’ Đường thẳng a’ luôn // a, đường thẳng b’luôn // b Điểm O có thể dịch chuyển tự do trong không gian Hai đường thẳng a, b cũng chuyển động tự do trong không gian và đều được xác định bởi 2 điểm
Dịch chuyển điểm O để quan sát sự thay đổi vàchuyển động của các đường thẳng a’, b’ H48 Hình 48 Hai đường thẳng vuông góc trong
Trang 18Hình Thể hiện Mô tả ngắn
H50 Hình 50 Minh họa cho ví dụ 2.
Tứ diện ABCD là một tứ diện đều với đỉnh A chuyển động tự do còn các đỉnh còn lại chuyểnđộng tự do trên mặt phẳng
Trang 19Bài 2 Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng
H51 Hình 51 Minh họa cho định lý mở đầu
Các đường thẳng a, b, c đều được xác định bởi
2 điểm và chuyển động tự do trong mặt phẳng
P O là giao điểm của a, b Đường thẳng d’ song song với d và đi qua O Điểm M chuyển động tự do trên d’ M’ là điểm đối xứng của Mqua O Đường thẳng c’ đi qua O và luôn song song với c Một đường thẳng chuyển động tự
do xác định bởi 2 điểm, trong đó có điểm C’ sẽcắt a, b tại A và B
H52 Hình 52 Minh họa cho hệ quả của định lý
mở đầu
Điểm M chuyển động tự do trong không gian Các điểm A, B, C chuyển động tự do trên mặt phẳng P
H53 Hình 53 Định nghĩa đường thẳng vuông
góc với mặt phẳng
Mặt phẳng P được xác định bởi 3 điểm, trog
đó một điểm chuyển động tự do trong không gian, hai điểm còn lại chuyển động tự do trongmặt phẳng chuẩn (mặt phẳng màu xám) Dịch chuyển các điểm này sẽ quan sát được thay đổicủa P Điểm M dịch chuyển tự do trong không gian Đường thẳng d đi qua M và luôn vuông góc với P Đường thẳng a chuyển động tự do trên P và được xác định bởi 2 điểm (màu đỏ, không có nhãn)
H54 Hình 54 Minh họa cho định lý 1.
Đường thẳng d được xác định bởi 2 điểm, điểm phía trên chuyển động tự do trong không gian, điểm phía dưới chuyển động theo
phương nằm ngang Điểm O chuyển động tự
do trong không gian Mặt phẳng R luôn đi qua
O và vuông góc với d Các đường thẳng a, b chuyển động tự do trong mặt phẳng R, mỗi
Trang 20Hình Thể hiện Mô tả ngắn
điểm thứ hai Đường thẳng d’ luôn đi qua O là song song với d Các mặt phẳng P, Q xác định bởi các cặp đường thẳng (d’, a) và (d’, b) tương ứng
H55 Hình 55 Minh họa cho định lý 2.
Điểm O chuyển động tự do trong không gian Đường thẳng a chuyển động tự do trong mặt phẳng P xác định bởi 2 điểm tự do trong mặt phẳng này Mặt phẳng Q đi qua O và luôn vuông góc với a Dịch chuyển O và a để quan sát sự chuyển động của các đối tượng trên mànhình
H56 Hình 56 Liên hệ giữa quan hệ song song và
vuông góc (1).
Đường thẳng a đi qua 2 điểm chuyển động tự
do là A, A’ Đường thẳng b đi qua điểm tự do
B và song song với a Mặt phẳng P đi qua một điểm tự do (màu đỏ) và luôn vuông góc với a,
b Dich chuyển a, b và P sẽ quan sát được sự thay đổi các đối tượng hình học trên màn hình.H57 Hình 57 Liên hệ giữa quan hệ song song và
vuông góc (2).
Điểm A chuyển động tự do trong không gian Đường thẳng d luôn vuông góc với hai mặt phẳng P, Q Dịch chuyển các điểm điều khiển (màu đỏ) trên P, Q để quan sát sự chuyển độngcủa các đối tượng khác trên màn hình
H58 Hình 58 Liên hệ giữa quan hệ song song và
vuông góc (3).
Hai điểm A, B chuyển động tự do trong không gian Đường thẳng d đi qua A, B do vậy cũng chuyển động tự do trong không gian và luôn vuông góc với hai mặt phẳng P, Q
Trang 21Hình Thể hiện Mô tả ngắn
H59 Hình 59 Liên hệ giữa quan hệ song song và
vuông góc (4).
Mặt phẳng P xác định bởi 3 điểm X, Y, Z chuyển động tự do trong không gian Hai đường thẳng a, b đi qua A, B và luôn vuông góc với P Dịch chuyển A, B và các điểm X,
Y, Z để quan sát
H60 Hình 60 Liên hệ giữa quan hệ song song và
vuông góc (5).
Đường thẳng b có thể dịch chuyển bất kỳ tròn không gian và được xác định bởi 2 điểm B, B’ chuyển động tự do trong không gian Điểm A chuyển động tự do trong không gian Điểm A’ chuyển động sao cho đường thẳng a luôn vuông góc với b Mặt phẳng P đi qua một điểmđiều khiển (màu đỏ) và luôn vuông góc với b Dịch chuyển B, B’, A, A’ và P để quan sát sự chuyển động trên màn hình
Trong hình vẽ trên SA luôn vuông góc với mặtphẳng chứa tam giác ABC SB vuông góc với
BC AH là đường cao của tam giác SAB
Các điểm M, N, K chuyển động tự do trong không gian M’, N’, K’ là hình chiếu vuông góc của các điểm M, N, K lên mặt phẳng P.H63 Hình 63 Định lý 3 đường vuông góc
Hai điểm A, B chuyển động tự do trong không gian Điểm M chuyển động tự do trong mặt phẳng P Dùng chuột dịch chuyển các điểm A,
B, M để quan sát sự thay đổi của các đường thẳng a, b, a’ Các đường thẳng a, b luôn vuông góc với nhau