MẶT NÓN


Nón

Khi xoay tam giác $AOC$ vuông tại $O$ quanh trục $OA$ thì tạo ra hình ảnh của khối nón

Cạnh $AC$ là đường sinh, người ta ký hiệu là $l$

Cạnh $AO$ là chiều cao của hình nón, người ta ký hiệu là $h$

Cạnh $CO$ là bán kính đáy của hình nón (đáy của hình nón là hình tròn), người ta ký hiệu là $r$


Một số công thức của nón


$l$ là độ dài đường sinh

$r$ là bán kính đáy

$h$ là chiều cao của nón

$\widehat{ASB}=2\alpha$ là góc ở đỉnh

Diện tích xung quanh, toàn phần, thể tích của nón

+) Diện tích xung quanh: $S_{xq}=\pi r l$

+) Diện tích đáy: $S_{d}=\pi r^2$

+) Diện tích toàn phần: $S_{tp}=S_{xq}+S_{d}=\pi r l+\pi r^2$

+) Thể tích: $V_{non}=\dfrac{1}{3}\pi r^2 h$


Nón cụt (Phần mở rộng)

Một số công thức của nón cụt

$l$ là độ dài đường sinh

$r_1$ là bán kính đáy nhỏ

$r_2$ là bán kính đáy lớn

$h$ là chiều cao của nón cụt

+) Diện tích xung quanh: $S_{xq}=\pi (r_1+r_2) l$

+) Diện tích toàn phần: $S_{tp}=\pi (r_1+r_2) l+\pi r_1^2 + \pi r_2^2$

+) Thể tích: $V_{non-cut}=\dfrac{1}{3}\pi (r_1^2+r_1r_2+r_2^2) h$


Ví dụ bài tập nón

Ví dụ 1. Cho hình nón có diện tích xung quanh bằng $3\pi a^2$ và bán kính bằng $a$. Tính độ dài đường sinh $l$ của hình nón đã cho

Ta có $S_{xq}=\pi rl=3\pi a^2$ và $r=a$

Suy ra $\pi a l= 3\pi a^2\Leftrightarrow l=3a$

Ví dụ 2. Một hình nón có góc ở đỉnh bằng $120^\circ$ và có diện tích xung quanh bằng $6\sqrt{3}\pi a^2$. Tính độ dài đường cao của hình nón

Ta có: $S_{xq}=\pi rl=6\sqrt{3}\pi a^2 \Leftrightarrow rl=6\sqrt{3}a^2 (1)$

Dựa vào hình phía trên thấy góc ở đỉnh $\widehat{ASB}=120^\circ$ nên $\widehat{OSB}=60^\circ$

Ta lại có: $OB=SB\sin 60^\circ$ hay $r=\dfrac{l\sqrt{3}}{2} (2)$

Thay $(2)$ vào $(1)$ ta được: $\dfrac{l^2\sqrt{3}}{2}=6\sqrt{3}a^2 \Leftrightarrow l=2\sqrt{3}a$

Suy ra chiều cao của hình nón

$SO=SB\cos 60^\circ$

hay $h=l\cos 60^\circ=2\sqrt{3}a\cdot \dfrac{1}{2}=a\sqrt{3}$

Ví dụ 3. Cho tam giác $ABC$ vuông tại $A$, biết $AB=a,AC=2a$. Tính thể tính của khối tròn xoay khi quay tam giác $ABC$ quanh trục $BC$

Ta có: $B{{C}^{2}}=A{{B}^{2}}+A{{C}^{2}}$

$\Leftrightarrow B{{C}^{2}}={{a}^{2}}+{{\left( 2a \right)}^{2}}=5{{a}^{2}}$

$\Leftrightarrow BC=a\sqrt{5}$

Ta có: $A{{B}^{2}}=BH.BC$

$\Leftrightarrow BH=\dfrac{A{{B}^{2}}}{BC}$

$\Leftrightarrow BH=\dfrac{{{a}^{2}}}{a\sqrt{5}}=\dfrac{\sqrt{5}a}{5}$

Ta có: $A{{C}^{2}}=CH.BC$

$\Leftrightarrow CH=\dfrac{A{{C}^{2}}}{BC}$

$\Leftrightarrow CH=\dfrac{{{\left( 2a \right)}^{2}}}{a\sqrt{5}}=\dfrac{4\sqrt{5}a}{5}$

Suy ra $A{{H}^{2}}=HB.HC$

$A{{H}^{2}}=\dfrac{4\sqrt{5}a}{5}\cdot \dfrac{\sqrt{5}a}{5}=\dfrac{4}{5}{{a}^{2}}$

$\Leftrightarrow AH=\dfrac{2\sqrt{5}a}{5}$

Khi xoay tam giác vuông $ABC$ quanh trục $BC$ ta được hai nón, tam gọi nón phía trên và nón phía dưới (hình trên)

Thể tích nón phía trên

${{V}_{1}}=\dfrac{1}{3}\pi {{r}^{2}}{{h}_{1}}=\dfrac{1}{3}\pi .A{{H}^{2}}.BH$

$=\dfrac{1}{3}\pi \cdot {{\left( \dfrac{2\sqrt{5}a}{5} \right)}^{2}}\dfrac{\sqrt{5}a}{5}$

$=\dfrac{4\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{75}$

Thể tích nón phía dưới

${{V}_{2}}=\dfrac{1}{3}\pi {{r}^{2}}{{h}_{2}}=\dfrac{1}{3}\pi .A{{H}^{2}}.CH$

$=\dfrac{1}{3}\pi \cdot {{\left( \dfrac{2\sqrt{5}a}{5} \right)}^{2}}\dfrac{4\sqrt{5}a}{5}$

$=\dfrac{16\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{75}$

Vậy thể tích khối tròn xoay được tạo bởi khi quay tam giác $ABC$ vuông tại $A$ quanh trục $BC$ là

$V={{V}_{1}}+{{V}_{2}}$

$V=\dfrac{4\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{75}+\dfrac{16\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{75}$

$V=\dfrac{4\sqrt{5}\pi {{a}^{3}}}{15}$

Xem thêm

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NÓN CÓ LỜI GIẢI PHẦN 1

THỂ TÍCH LỚN NHẤT CỦA HÌNH TRỤ NỘI TIẾP HÌNH NÓN

Post a Comment

0 Comments