Câu hỏi trắc nghiệm môn toán 12 bài toán thực tế mặt nón, mặt TRỤ, mặt cầu file word có lời giải chi tiết

bằng một mặt cắt song song với mặt đáy của nó để được một hình nón nhỏ N có thể2tích bằng 1 8 thể tích N.. Biết rằng một mặt của khối trụ nằm trên mặt đáy của nón như hình dưới và khối t

Trang 1

BÀI TOÁN VẬN DỤNG

VỀ KHỐI NÓN – KHỐI TRỤ - KHỐI CẦU

BÀI TOÁN VẬN DỤNG

VỀ KHỐI NÓN – KHỐI TRỤ - KHỐI CẦU

 Dạng 129 Bài toán vận dụng về khối nón

Câu 01 Người ta đặt được vào một hình nón hai khối cầu có bán kính lần lượt là a và

của hình nón đã cho

A 8

3

r B r 2a C r2 2a D 4

3

r .

Lời giải tham khảo

Vì O D //1 1 O D và 2 2 O D1 1 2O D nên 2 2 O là trung2 điểm

1  1 2 1 2 2.3 6

AO AO O O a a

1 1 2 ,  1  1 8

O D a AH AO O H a

2 2

1  1  1 1 4 2

AD AO O D a

1 1

CH AH

Câu 02 Một vật N có dạng hình nón có chiều cao bằng 40 cm Người ta cắt vật 1 N1

H

O2

O1

C

A

B

D1 D2

Trang 2

bằng một mặt cắt song song với mặt đáy của nó để được một hình nón nhỏ N có thể2

tích bằng 1

8 thể tích N Tính chiều cao 1 h của hình nón N 2

A h5cm B h10cm. C h20 cm. D h40 cm.

Gọi V1, V lần lượt là thể tích của 2 N1 và N2 và r r lần lượt là bán 1, 2

kính đáy của N1, N ta có: 2

2

2 2

1

3

r h



Mặt khác ta có: 2

1 40

r h r

Do đó ta có:

3

20

8 40 40 2

 

     

 

h cm

Câu 03 Một bình đựng nước dạng hình nón (không có đáy), đựng đầy nước Biết rằng

chiều cao của bình gấp 3 lần bán kính đáy của nó Người ta thả vào đó một khối trụ và



Biết rằng một mặt của khối trụ nằm trên mặt đáy của nón (như hình dưới) và khối trụ có chiều cao bằng đường kính đáy

2



xq

S  dm B S xq 4 10(dm3)

2



xq

S  dm .

Trang 3

- Gọi bán kính đáy hình nón là R, chiều cao h

Ta có h3R

- Chiều cao của khối trụ là h1 2R , bán kính đáy là r

- Trong tam giác OHA có H A' '/ /HA

r

R HA OH

- Thể tích khối trụ là

3 2

1

2

V r h   R

l OA OH HA R R

- Diện tích xung quanh S của bình nước xq

xq

S Rl 

H'

A

O

H

A'

Câu 04 Khi sản xuất hộp mì tôm, các nhà sản xuất luôn để một khoảng trống ở dưới

đáy hộp để nước chảy xuống dưới và ngấm vào vắt mì, giúp mì chín Hình vẽ dưới mô

tả cấu trúc của một hộp mình tôm (hình vẽ chỉ mang tính chất minh họa) Vắt mì tôm có

Trang 4

hình một khối trụ, hộp mì tôm có dạng hình nón cụt được cắt ra bởi hình nón có chiều

cao 9cm và bán kính đáy 6 cm Nhà sản xuất đang tìm cách để sao cho vắt mì tôm có thể

tích lớn nhất trong hộp với mục địch thu hút khách hàng Tìm thể tích lớn nhất đó?

A V 36 B V 54 C V 48 D 81

2



V 

Đây thực chất là bài toán khối trụ nội tiếp khối nón, ta có kí hiệu các kích thước như sau:

Ta có thể tích vắt mì tôm được tính bằng V B h r h2 Đây là ứng dụng của bài toán tìm GTLN, GTNN trên một khoảng (đoạn) xác định:

h



4 2

 





r

đó V 48 

Câu 05 Hoàn có một tấm bìa hình tròn như hình vẽ, Hoàn muốn biến hình tròn đó

Trang 5

là góc ở tâm hình quạt tròn dùng làm phễu Tìm x để thể tích phễu lớn nhất.

A 2 6

3



x  B

3



x  C

2



x  D

4



x 

;

2

AB

Rx

l Rx r



V R h R x  x R x   x

Để V lớn nhất thì 2 8 2 2 2 2 6

3

x  x x  .

Câu 06 Cho hình nón tròn xoay có đỉnh S và đáy là đường tròn C O R với ; 

 0 ,

R a a SO2 ,a OSO thỏa mãn OO x 0x2a mặt phẳng ,   vuông

góc với SO tại O cắt hình nón tròn xoay theo giao tuyến là đường tròn  C Tìm x để

thể tích khối nón đỉnh O đáy là đường tròn  C đạt giá trị lớn nhất.

A

2

a

x B xa C

3

a

x D 2

3

x

2



R a x

2

R a x a

Khi đó thể tích khối nón đỉnh O đáy là đường tròn  C là 

A, B

O

r

h

R

O

B A

x

R

Trang 6

   

2 2

1

V x a x x a x



Xét f x  x2a x trên  2 0; 2a ta có  f x đạt giá trị lớn nhất khi   2

3

x

Câu 07 Giá trị lớn nhất Vmax của thể tích khối nón nội tiếp trong khối cầu có bán kính R

A max 1 3

3



3



V R

max

4 2 9



81



V R

Gọi bán kính đáy của khối nón là a thì 0aR Ta có

1

t R

Câu 08 Một đĩa tròn bằng thép trắng có bán kính bằng R Người ta phải cắt đĩa theo

một hình quạt, sau đó gấp lại thành hình nón để làm một cái phễu Cung tròn  của

hình quạt bị cắt đi phải bằng bao nhiêu độ để thể tích cái phễu lớn nhất?

2

x r r

 (r là bán kính đường tròn đáy hình nón).

Đường cao hình nón:

2

2 2 2

2

4

h R r R



V r h  R

3



x  R

Trang 7

Suy ra, độ dài cung hình quạt bị cắt là:

2



R R

R



 Dạng 130 Bài toán vận dụng về khối trụ

Câu 09 Cần phải thiết kế các thùng dạng hình trụ có nắp đậy để đựng nước sạc có dung

V cm Hỏi bán kính R của đáy trụ nhận giá trị nào sau đây để tiết kiệm vật liệu

nhất?

A 3

4

R

2

R

2

R



Bài toán yêu cầu xác định giá trị của bán kính đáy là R, sao cho S tp nhỏ nhất.



V R h

2

Dấu “ ” xảy ra ta có 3

2

R



Câu 10 Khi sản xuất vỏ lon sữa bò hình trụ, các nhà thiết kế luôn đặt mục tiêu sao cho

chi phí nguyên liệu làm vỏ lon là ít nhất, tức là diện tích toàn phần của hình trụ là nhỏ

nhất thì bán kính R của đáy gần số nào nhất?

A R0, 5. B R0, 6. C R0, 8. D R0, 7.

Bài toán yêu cầu xác định giá trị của bán kính đáy là R, sao cho S tp nhỏ nhất.

2R h

2

Trang 8

Dấu “ ” xảy ra ta có 3

3

2

R

Câu 11 Một nhà sản xuất cần thiết kế một thùng sơn dạng hình trụ có nắp đậy với dung

vật liệu nhất có giá trị là  Hỏi giá trị  gần với giá trị nào nhất dưới đây?

A a11.677. B a11.674. C a11.676. D a11.675.

Ta có:

trụ phải là bé nhất

Diện tích toàn phần của hình trụ là:

d 2 2

2

S S S

R l R

a l a

Thể tích của hình trụ là 10000 cm nên ta có:3

 2

2

10000

R



2

a a



Ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số y200002 a2

a 

2

20000



a



Câu 12 Trong ngày trung thu, bố bạn Nam

đem về cho bạn Nam một chiếc bánh trung

thu Nam rất vui vẻ vì điều đó, tuy nhiên để

kích thích tinh thần toán học của bạn Nam,

a

Trang 9

bố bạn Nam đưa ra một bài toán như sau: Giả sử chiếc bánh có hình trụ đứng, đày là

hình tròn đường kính 12 cm , chiều cao 2 cm Bạn Nam phải cắt chiếc bánh thành 3 phần

bằng nhau, cách cắt phải tuân thủ quy tắc Nam chỉ được cắt đúng hai nhát, mặt phẳng

2 nhát dao phải vuông góc với đáy và song song với nhau Như vậy, theo cách cắt thì sẽ

có hai miếng giống nhau và một việc khác hình thù, 3 miếng có cùng chung thể tích Hỏi

khoảng cách giữa 2 mặt phẳng nhát cắt gần nhất với giá trị bao nhiêu ?

A 3, 5 cm. B 3 cm. C 3, 2 cm. D 3, 44 cm.

Thực chất bài toàn là chai hình tròn thành 3 phần bằng nhau như hình vẽ:

Vì các miếng bánh có cũng chiều cao nên diện tích đáy của các miếng bánh phải bằng nhau và

3 diện tích chiếc bánh ban đầu.

2

1 2 3

12 3

Đặt AOB  0, thì ta có:

1  OAB  OAB

S S S

2



12 18 sin 18

     

2, 605325675





SHIFT SOLVE

Trang 10

Khoảng cách 2 nhát dao là cos 2 3,179185015

2

x OA 

Câu 13 Một hình trụ tròn xoay bán kính R1 Trên 2 đường tròn đáy  O và  O lấy’

A và B sao cho AB2và góc giữa AB và trục OO’ bằng 300

Xét hai khẳng định:

 I : Khoảng cách giữa O O’ và AB bằng 3

2

 II : Thể tích của khối trụ là V  3

Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A Chỉ  I đúng. B Chỉ  II đúng.

C Cả  I và  II đều sai. D Cả  I và  II đều đúng.

Kẻ đường sinh BC thì OO’ // ABC Vì  ABC vuông góc với  OAC

nên kẻ OHAC thì OHABC Vậy  d OO AB ,  OH

ABC BCAB  ACAB 

OAC là tam giác đều, có cạnh bằng 1, nên 3 : 

2



OH I đúng.

2



V  R h nên  II đúng.

Câu 14 Một miếng bìa hình chữ nhật có các kính thước 2a và 4a Uốn cong tấm bìa

tạo ra Mệnh đề nào sau đây đúng?

A V  4a3 B V  16a3 C

3

4



V a

3

16



V a



30°

C H

R

1

2

O'

O

B

A

Trang 11

Chu vi của đáy bằng 2a2R Ta tính được Ra

 Chiều cao h4a , từ đó ta tính được

3

4



V a



Câu 15 Một người gò một tấm nhôm hình chử nhật có chiều dài 4 m và chiều rộng 2 m

thành một cái thùng hình trụ đặt trên nền nhà để đựng lúa Nếu gò tấm nhôm theo

chiều dài (Trục đứng là chiều rộng) thì số lúa đựng được như thế nào so với tấm nhôm

được gò theo chiều rộng (Trục đứng là chiều dài)?

Gò theo chiều rộng Gò theo chiều dài

A Số lúa đựng được bằng nhau B Số lúa đựng được bằng một nữa.

C Số lúa đựng được gấp hai lần D Số lúa đựng được gấp bốn lần.

2a

2 m

4 m

Trang 12

42 ,R ta được R2 ,



2 1

.2

m

1

 

R

 Ta được

2 2

.4

m Vậy 1 1 2

2



V V

Câu 16 Bé Thảo có một tấm bìa có chiều dài 20cm chiều rộng 1, cm Bé muốn gấp một

Phương đã chỉ cho bé hai cách gấp hộp

có thể tích V1

cách nào sẽ có thể tích lớn hơn

A 1

2

4



V

V  B 1

2

4



V

V  C 1

2

1 4



V

V . D

1 2

4



V

V .

Chiều dài của tấm bìa là 20 cm tức là chu vi đáy hộp hình trụ và đáp hộp hình hộp là 20 cm.

Do 2 khối có cùng chiều cao nên tỉ số thể tích sẽ tính theo tỉ số diện tích đáy của hai hình

Để tính được diện tích hình tròn đáy của khối hộp hình trụ, ta phải đi tìm bán kính đáy Theo giả thiết chu vi cho là 202  R R10

 Khi đó S1 R2 .1002 100



 Diện tích đáy của hình hộp S2 5.525.

Trang 13

Khi đó 1

2

; 25

V

V   .

Câu 17 Người ta xếp 7 viên bi có cùng bán kính r vào một cái lọ hình trụ sao cho tất cả

quanh và mỗi viên bi xung quanh đều tiếp xúc với các đường sinh của lọ hình trụ Tính

diện tích đáy của cái lọ hình trụ

A 16 r 2 B 18 r 2 C 9 r 2. D 36 r 2

Theo giả thiết ta có bán kính của đường tròn đáy R3r

 Diện tích đáy hình trụ: SR2 9r2

Câu 18 Từ 37, 26 cm thủy tinh Người ta làm một chiếc cốc hình trụ có đường kính3

chiếc cốc

Thể tích đáy là V .16.1, 524cm3

Phần thủy tinh làm thành cốc là: 37, 26cm3  24cm3 13, 26cm3

 2

13, 26

8, 5



x

Vậy chiều cao của cốc là: 8, 5 1, 5 10  cm.

Câu 19 Người ta cần đổ một ống bi thoát nước hình trụ với chiều cao 200cm và độ dày

của thành bi là 10 cm và đường kính của bi là 60 cm Tính lượng bê tông cần phải đổ của

bi đó là

Trang 14

Lượng bê tông cần đổ là: 2 2  2 2 3 3

Câu 20 Một đội xây dựng cần hoàn thiện một hệ thống cột tròn của một cửa hàng kinh

doanh gồm 17 chiếc Trước khi hoàn thiện mỗi chiếc cột là một khối bê tông cốt thép

hình lặng tự luc giác đều có cạnh 14 cm; sau khi hoàn thiện (bằng cách trát thêm vữa

tổng hợp vào xung quanh) mỗi cột là một khối trụ có đường kính đáy bằng 30 cm Biết

chiều cao của mỗi cột trước và sau khi hoàn thiện là 390 cm Tính lượng vữa hỗn hợp

1, 9 m

Với cột bê tông hình lăng trụ: Đáy của mỗi cột là hình lục giác đều có diện tích bằng 6 tam giác đều cạnh 14 cm, mỗi tam giác có diện tích là 142 3 3

Với cột bê tông đã trái vữa hình trụ: Đáy của mỗi cột là hình tròn bán kính 15 cm nên có diện tích là 152cm2

Số lượng vữa cần trát thêm vào tất cả 17 cột, mỗi cột cao 290 cm là:

2

4

cm m



 Dạng 131 Bài toán vận dụng về khối cầu

Câu 21 Khi thiết kế vỏ lon sữa bò hình trụ các nhà thiết kế luôn đặt mục tiêu sao cho chi

của hình trụ nhỏ nhất thì bán kính R của đường tròn đáy khối trụ bằng bao nhiêu?

A 3

2

V

2

V



h

V R h

R



2 2 2

tp

V

Rh R

R

Trang 15

Xét hàm:   2 2

2

x 

2

x



Câu 22 Cho hình lăng trụ tam giác đều có chín cạnh đều bằng a. Tính thể tích V của

khối cầu ngoại tiếp hình lăng trụ

A

3

54

V  B

3

54

V  C

3

54

V  D

3

18

V 

Ta có

2 2

21

3 3

V R 

Câu 23 Cho hình chóp S ABC có SAa 2, ABa A, Ca 3 , SA vuông góc với đáy

2

a

Gọi  S là mặt cầu ngoại tiếp

hình chóp S ABC Tính thể tích V của khối cầu tạo bởi mặt cầu  S

A V  6a3 B V 2 2a3 C V 2 3a3 D V 2 6a3

Từ công thức tính độ dài trung tuyến ta suy ra được: Ba

2

3 4

4

ABC

BA AC BC

S

2

2 3

SA

6



V  a

Câu 24 Gọi S là diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật (tổng diện tích các mặt ), 1 S2

là diện tích của mặt cầu ngoại tiếp hình hộp chữ nhật đó Tính giá trị nhỏ nhất của tỷ số

Trang 16

1

S

S .

A 1

3



4



Hướng dẫn: Gọi các kích thước của hình hộp chữ nhất là a b c, , Bán kính của mặt cầu ngoại

2

R

   2 2 2

1  2   , 2   

S ab bc ca S a b c Ta có 2

1 2

S S



1

S



Trang 17

ĐÁP ÁN TOÁN THỰC TẾ: NÓN - TRỤ - CẦU

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	1,12 MB