Công thức tính thể tích khối tròn xoay elip
Ta có thể xem khối tròn xoay này là do hình giới hạn bởi bốn đường x = a, x = -a, y=baa2-x2 quay quanh trục Ox tạo nên. Show
Vậy V=π∫abb2a2a2-x2dx=πb2a2a2x-x33-aa=4aπab2 Đáp án A ...Xem thêm
Thể tích là một dạng toán cơ bản trong chương trình Toán THCS cũng như THPT. Vậy thể tích là gì? Các công thức tính thể tích tứ diện? Hay những công thức tính thể tích tứ diện trong oxyz?… Trong nội dung của bài viết dưới đây, DINHNGHIA.VN sẽ giúp bạn tổng hợp kiến thức chi tiết về chủ đề cách tính thể tích, cùng tìm hiểu nhé! Định nghĩa thể tích là gì?Thể tích của một vật theo định nghĩa chính là lượng không gian mà một vật đó chiếm. Đơn vị của thể tích là \( m^3 \) (lập phương của khoảng cách). Cách tính thể tích hình chópCách tính thể tích khối chópCông thức tính thể tích hình chóp : \(V= \frac{1}{3}.S.h\) Trong đó \( S \) chính là diện tích mặt đáy, còn \( h \) là chiều cao từ đỉnh đến mặt đáy hình chóp. Từ công thức trên, tùy vào hình dạng đáy của hình chóp mà ta có các công thức khác nhau. Xem chi tiết >>> Công thức tính thể tích khối chóp: Lý thuyết và Các dạng bài tập Thể tích hình chóp tam giácCông thức tính thể tích hình chóp tam giác\(V= \frac{1}{3}.\frac{a.b}{2}.h\) Trong đó \( a,b \) lần lượt là độ dài cạnh đáy và đường cao của tam giác đáy Thể tích hình chóp thangCông thức tính thể tích hình chóp thang\(V= \frac{1}{3}.\frac{(a+b)c}{2}.h\) Trong đó \( a,b \) là độ dài hai đáy hình thang, \( c \) là chiều cao của hình thang. Thể tích hình chóp chữ nhậtCông thức tính thể tích hình chóp chữ nhật\(V= \frac{1}{3}.a.b.h\) Trong đó \( a,b \) là độ dài hai cạnh của hình chữ nhật. Ví dụ: Tính thể tích hình chóp \( S.ABC \) biết rằng hình chóp có độ dài tất cả cách cạnh đều là \( a \) Cách giải: Lấy \( M \) là trung điểm \( BC \) Do \( \Delta ABC [latex] có [latex] AB=BC=CA =a \) nên \(\Rightarrow \Delta ABC\) đều. Lấy \( O \) là tâm tam giác \(\Rightarrow SO \bot (ABC)\) và \( O \in AM \) sao cho \( AO = 2 MO \) Theo định lý Pitago, ta có: \(AM = \sqrt{AB^2-BM^2}=\frac{a\sqrt{3}}{2}\) Do \( \Delta ABC \) đều nên \( AM \) vừa là trung tuyến vừa là đường cao của tam giác \(\Rightarrow S_{\Delta ABC}=\frac{1}{2}.a.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\) Mặt khác : \(AO =\frac{2}{3}AM=\frac{a}{\sqrt{3}}\) \(\Rightarrow SO =\sqrt{SA^2-AO^2}=\frac{a\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\) Như vậy ta có: \(V_{S.ABC}=\frac{1}{3}.\frac{a^2\sqrt{3}}{4}.\frac{a\sqrt{2}}{\sqrt{3}}=\frac{a^3}{6\sqrt{2}}\) ***Chú ý: Ta có công thức tính độ dài đường cao của tam giác đều cạnh \( a \) Đường cao \(=\frac{\sqrt{3}a}{2}\) Từ đó \(\Rightarrow\) diện tích tam giác đều cạnh \( a \) là : \(\frac{\sqrt{3}a^2}{4}\) Cách tính thể tích hình chóp cụtCông thức tính thể tích hình chóp cụtHình chóp cụt là phần chóp nằm giữa đáy và thiết dện cắt bởi mặt phẳng song song với đáy hình chóp Thể tích hình chóp cụt: \(V=\frac{1}{3}.h.(S_1+S_2+\sqrt{S_1.S_2})\) Trong đó \( h \) là khoảng cách giữa hai mặt đáy còn \( S_1,S_2 \) lần lượt là diện tích hai mặt đáy. Ví dụ: Cho hình chóp cụt \( ABC.A’B’C’ \) có [/latex] ABC [/latex] là tam giác đều cạnh bằng \( a \) và \( A’B’C’ \) là tam giác đều cạnh bằng \( 2a \). Biết khoảng cách hai đáy là \( a \) , tính thể tích khối chóp cụt. Cách giải: Ví dụ minh họa công thức tính thể tính hình chóp cụtVì hai đáy của hình chóp cụt là tam giác đều nên ta có : \(S_{ABC}=\frac{1}{2}.a.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\) \(S_{A’B’C’}=\frac{1}{2}.2a.\frac{2a\sqrt{3}}{2}=a^2\sqrt{3}\) Thay vào công thức trên ta được: \(V=\frac{1}{3}.a.(\frac{a^2\sqrt{3}}{4}+a^2\sqrt{3}+\sqrt{\frac{a^2\sqrt{3}}{4}.a^2\sqrt{3}} \;\; )=\frac{7a^3}{4\sqrt{3}}\) Cách tính thể tích hình nónHình nón là một dạng đặc biệt của hình chóp với đáy là hình tròn. Do đó công thức tính thể tích hình nón vẫn tương tự như công thức tính thể tích hình tròn, cụ thể như sau: Công thức tính thể tính hình nónThể tích hình nón : \(V= \frac{1}{3}.\pi R^2.h\) Trong đó \( R \) là bán kính đáy, \( h \) là chiều cao của hình chóp Thể tích hình nón cụt : \(V=\frac{1}{3}.\pi .h.(R_1^2+R_2^2+R_1R_2)\) Trong đó \( h \) là khoảng cách giữa hai mặt đáy còn \( R_1;R_2 \) lần lượt là bán kính hai đáy Ví dụ: Cho hình nón có độ dài đường sinh là \( 2a \) và bán kính đáy là \( a \). Tính thể tích khối nón?. Cách giải: Ví dụ minh họa cách tính thể tích hình nónGọi \( O \) là đỉnh nón, \( H \) là tâm đường tròn đáy và \( A \) là một điểm nằm trên đường tròn đáy Ta có: \( OA = 2a ; HA =R= a \) \(\Rightarrow OH =\sqrt{OA^2-HA^2}=\sqrt{4a^2-a^2}=a\sqrt{3}\) Vậy thể tích hình nón là : \(V = \frac{1}{3}.\pi.a^2.a\sqrt{3}=\frac{\pi a^3}{\sqrt{3}}\) Xem chi tiết >>> Hình nón cụt là gì? Cách tính thể tích hình nón cụt Cách tính thể tích hình trụThể tích hình trụ: \(V = S.h\) Trong đó:
Tùy vào hình dạng đáy mà ta chia hình trụ làm hai loại: Hình trụ tròn và hình lăng trụ. Cách tính thể tích hình trụ trònCông thức tính thể tích hình trụ trònHình trụ tròn là hình có hai mặt đáy là hai hình tròn song song với nhau và bằng nhau. Công thức tính thể tích hình trụ rỗng ( hình trụ tròn) : \(V = \pi R^2.h\) Trong đó \( R \) là bán kính đáy và \( h \) là chiều cao hình trụ. Xem chi tiết >>> Công thức tính Diện tích hình trụ tròn, Thể tích hình trụ tròn Công thức tính thể tích bồn dầu nằm ngangĐây là dạng bài toán thực tế rất hay gặp trong các đề thi. Bài toán tổng quát như sau: Ví dụ: Cho một bồn dầu hình trụ có bán kính đáy \( R \) chiều cao \( k \) đặt nằm ngang trên mặt đất. Đổ dầu vào bồn sao cho mực dầu trong bồn cách nắp bình ( ở mặt nằm ngang phía trên bồn ) khoảng cách là \( h \). Tính lượng dầu đã có trong bình?. Công thức tính thể tích bồn dầu nằm ngangCách giải: Như ta đã biết, thể tích hình trụ bằng diện tích đáy nhân với chiều cao. Do đó để tính thể tích phần dầu có trong bình thì ta phải tính được diện tích mặt đáy của bình bị dầu chiếm ( phần diện tích tô màu xanh), kí hiệu là \( S_1 \) Ta có: \(S_1= (S_{(O)}-S_{\stackrel\frown{AB}})+S_{\Delta AOB}= \pi R^2 (1- \frac{\cos^{-1}\frac{R-h}{R}}{\pi})+ (R-h)\sqrt{2Rh-h^2}\) Vậy thể tích dầu chứa trong bình là: \(V= (\pi R^2 (1- \frac{\cos^{-1}\frac{R-h}{R}}{\pi})+ (R-h)\sqrt{2Rh-h^2}).k\) Ví dụ: Một bồn hình trụ đang chứa dầu có chiều dài \( 5m \) bán kính đáy \( 1m \) được đặt trên mặt phẳng nằm ngang, với nắp bồn đặt trên mặt nằm ngang của mặt trụ. Người ta đã rút dầu trong bồn, phần dầu còn lại có độ cao \( 1.5m \) (tính từ đáy bể đến mặt dầu). Tính thể tích của phần dầu đã rút ra (giả thiết độ dày thành bồn không đáng kể) Cách giải: Ví dụ minh họa công thức tính thể tích bồn dầu nằm ngangÁp dụng vào công thức với \( R=1m , h=0.5m \) ta được : \(S_{\stackrel\frown{AMB}}=S_{\stackrel\frown{AB}}-S_{\Delta AOB}=\pi R^2.\frac{\cos^{-1}\frac{R-h}{R}}{\pi}+ (R-h)\sqrt{2Rh-h^2} = \frac{\pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{4}\) ( \( m^2 \) ) Vậy thể tích phần dầu đã rút ra là : \(V= 5.(\frac{\pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{4})\) (\( m^3 \) ) Công thức tính thể tích lăng trụHình lăng trụ là hình có hai đáy là hai đa giác song song và bằng nhau, các cạnh bên song song và bằng nhau. Công thức tính thể tích lăng trụThể tích hình lăng trụ: \(V = S.h\) Trong đó \( S \) là diện tích đáy , \( h \) là chiều cao hình trụ. Một số hình lăng trụ đặc biệt: Hình hộp chữ nhật là hình lăng trụ có đáy là hình chữ nhật và các cạnh bên vuông góc với đáy. Thể tích hình hộp chữ nhật: \( V = a.b.h \) Công thức tính thể tích hình hộp chữ nhậtTrong đó \( a,b \) lần lượt là chiều dài, chiều rộng của đáy, \( h \) là chiều cao của hình hộp Hình lập phương là hình hộp chữ nhật có tất cả các cạnh bằng nhau Công thức thể tích khối lập phương: \( V = a^3 \) Công thức thể tích khối lập phươngTrong đó \( a \) là độ dài cạnh của hình lập phương Ví dụ: Cho lăng trụ xiên \( ABC.A’B’C’ \) có đáy là tam giác đều cạnh \( a \). Biết cạnh bên có độ dài bằng \(a\sqrt{3}\) và tạo với đáy một góc \(60^{\circ}\). Tính thể tích hình lăng trụ. Cách giải: Tìm hiểu ví dụ minh họa điển hìnhGọi \( H \) là hình chiếu của \( C’ \) lên \( (ABC) \) Khi đó \( CH \) chính là đường cao của hình lăng trụ. \(CH = CC’.\sin 60^{\circ}=\frac{3a}{2}\) \(S_{ABC}=\frac{1}{2}.a.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\) Vậy thể tích hình lăng trụ \( ABC.A’B’C’ \) là: \(V= S_{ABC}.CH =\frac{a^2\sqrt{3}}{4}.\frac{3a}{2}=\frac{3\sqrt{3}a^3}{8}\) Xem chi tiết >>> Hình lăng trụ đứng là gì? Cách tính Diện tích và Thể tích hình lăng trụ đứng Cách tính thể tích hình cầuCách tính thể tích khối cầuCông thức tính thể tích hình cầu\(V= \frac{4}{3}\pi R^3\) Trong đó \( R \) là bán kính hình cầu Cách tính thể tích hình quạt cầuCông thức tính thể tích hình quạt cầuHình quạt cầu là một phần của hình cầu xác định bởi mặt biên của một hình nón có đỉnh nằm tại tâm của hình cầu Thể tích hình quạt cầu : \(V= \frac{2}{3}\pi R^2.h\) Trong đó \( R \) là bán kính hình cầu , \( h \) là chiều cao của chỏm cầu Ví dụ: Cho hình lập phương \( ABCD.A’B’C’D’ \) có độ dài cạnh bằng \( a \). Tính thể tích hình cầu ngoại tiếp hình lập phương đó Cách giải: Tìm hiểu cách tính thể tích hình quạt cầuTâm của hình cầu là điểm \( O \) trung điểm mỗi đường chéo của hình lập phương Ta có: \(AC = \sqrt{AB^2+BC^2}=a\sqrt{2}\) \(R=\frac{AC’}{2}=\frac{\sqrt{AC^2+CC’^2}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{2}\) Vậy thể tích hình cầu ngoại tiếp lập phương \( ABCD.A’B’C’D’ \) là : \(V=\frac{4}{3}\pi. R^3=\frac{4}{3}\pi.\frac{3\sqrt{3}a^3}{8}=\frac{\pi \sqrt{3}a^3}{2}\) Các công thức tính thể tích tứ diện trong OxyzCác công thức tính thể tích tứ diện trong OxyzTổng quát : Cho tứ diện \( ABCD \) có độ dài các cạnh \( BC=a , CA=b, AB=c , AD=d, BD=e , CD = f \). Khi đó thể tích tứ diện \( ABCD \) được tính như sau: \(V=\frac{1}{12}.\sqrt{M+N+P-Q}\) Trong đó: \(M=a^2d^2(b^2+c^2+e^2+f^2-a^2-d^2)\) \(N=b^2e^2(a^2+d^2+c^2+f^2-b^2-e^2)\) \(P=c^2f^2(a^2+d^2+b^2+e^2-c^2-f^2)\) \(Q=(abc)^2+(cde)^2+(efa)^2+(bdf)^2\) Tùy vào từng dạng của tứ diện mà ta áp vào công thức trên sẽ có những cách tính khác nhau:
\(V=\frac{a^3\sqrt{2}}{12}\)
\(V=\frac{AB.AC.AD}{6}\)
\(V=\frac{\sqrt{2}}{12}.\sqrt{(a^2+b^2-c^2)(b^2+c^2-a^2)(c^2+a^2-b^2)}\)
\(V=\frac{a.b.d.\sin \alpha}{6}\)
\(V=\frac{2.S_1.S_2.\sin \alpha}{3a}\)
\(V=\frac{abc}{6}.\sqrt{1+2\cos \alpha . \cos \beta . \cos \gamma -\cos^2\alpha-\cos^2\beta -\cos^2 \gamma}\) Ví dụ: Cho khối tứ diện \( ABCD \) có các cặp cạnh đối diện bằng nhau : \(\left\{\begin{matrix} AB=CD=8\\BC=DA=5 \\ CA=BD=7 \end{matrix}\right.\) Tính thể tích khối tứ diện?. Cách giải: Áp dụng công thức bên trên, ta có : \(V=\frac{\sqrt{2}}{12}.\sqrt{(a^2+b^2-c^2)(b^2+c^2-a^2)(c^2+a^2-b^2)}\) \(=\frac{\sqrt{2}}{12}.\sqrt{(8^2+5^2-7^2)(5^2+7^2-8^2)(7^2+8^2-5^2)}\) \(=\frac{20\sqrt{11}}{3}\) đơn vị thể tích. Công thức thể tích khối tròn xoayKhối tròn xoay quanh trục hoànhCông thức thể tích khối tròn xoayCho hình \( (H) \) là vật thể khối tròn xoay tạo bởi giới hạn bởi đồ thị của các hàm số \( y=f(x) , y=g(x) , x=a, x=b \) quay quanh trục \( Ox \) \(V_{(H)} = \pi. |\int_{a}^{b}(f^2(x)-g^2(x))dx|\) Khối tròn xoay quanh trục tungTìm hiểu công thức thể tích khối tròn xoay quanh trục tungCho hình \( (H) \) là vật thể khối tròn xoay tạo bởi giới hạn bởi đồ thị của các hàm số \( x=f(y) , x=g(y) , y=a, y=b \) quay quanh trục \( Ox \) \(V_{(H)} = \pi. |\int_{a}^{b}(f^2(y)-g^2(y))dx|\) Trong hầu hết các bài toán thì hai đường thẳng \( x=a;x=b \) hoặc \( y=a;y=b \) được tìm bằng cách giải phương trình \( f(x)=g(x) \) hoặc \( f(y)=g(y) \) Mở rộng: Ví dụ minh họa công thức thể tích khối tròn xoayCho hình \( (H) \) là vật thể khối tròn xoay tạo bởi giới hạn bởi đồ thị của các hàm số \( y=f(x) , y=g(x) , y= h(x) \) quay quanh trục \( Ox \) \(V_{(H)} =\pi. |\int_{a}^{b}(f^2(x)-g^2(x))dx|+ \pi. |\int_{b}^{c}(g^2(x)-h^2(x))dx|\) Trong đó \( a,b,c \) lần lượt là nghiệm của các phương trình: \(\left\{\begin{matrix} f(x)=g(x)\\ g(x)=h(x) \\ h(x)=f(x) \end{matrix}\right.\) Công thức tính thể tích khối tròn xoay elipCông thức tính thể tích khối tròn xoay elipCho hình \( (H) \) là vật thể tạo bởi Elip có độ dài đáy lớn \( 2a \), đáy bé \( 2b \), tâm \( I \) cách \( O \) một đoạn \( h \) quay xung quanh \( Ox \). Khi đó thể tích hình \( (H) \) được tính theo công thức: \(V_H = 2\pi^2.abh\) Trường hợp đặc biệt: Hình tròn là một hình Elip đặc biệt có \( a=b=R \) nên thể tích khối khi quay hình tròn bán kính \( R \) quanh trục \( Ox \) là: \( V=2 \pi^2 R^2.h \) Tổng quát: Thể tích khối khi quay một hình bất kì có tâm đối xứng và có diện tích \( S \) quanh trục \( Ox \) là: \( V= 2\pi .h.S \) Ví dụ: Cho hình phẳng được giới hạn bởi hai đồ thị hàm số \( y=x \) và \(y= \sqrt{x}\) quay quanh trục \( Ox \) tạo thành hình khối \( H \). Tính thể tích \( H \) Cách giải: Giải phương trình : \(x= \sqrt{x} \Leftrightarrow x=0\) hoặc \( x=1 \) Vậy khối tròn xoay được tạo bởi giới hạn đồ thị \( y=x ,y= \sqrt{x}\) và \( x=0;x=1 \) Áp dụng công thức tính thể tích khối tròn xoay ta được : \(V_H = \pi.|\int_{0}^{1}(x^2-x)dx | =\frac{\pi}{6}\) Tổng kết chung về cách tính thể tích
Bài viết trên đây của DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp lý thuyết và các công thức tính thể tích. Hy vọng những kiến thức trong bài viết sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu chủ đề cách tính thể tích. Chúc bạn luôn học tốt!. Xem thêm >>> Thể tích tứ diện đều: Khái niệm, Công thức tính nhanh thể tích tứ diện đều Please follow and like us:
|