TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA TOÁN TIN
-----------------------
TRẦN THỊ THU THÚY
XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI HỌC CHỦ ĐỀ CỦA KHỐI ĐA DIỆN
THEO ĐỊNH HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Sư phạm Toán
Phú Thọ, 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA TOÁN TIN
-----------------------
TRẦN THỊ THU THÚY
XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI HỌC CHỦ ĐỀ CỦA KHỐI ĐA DIỆN
THEO ĐỊNH HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Sư phạm Toán
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. Đặng Thị Phương Thanh
Phú Thọ, 2018
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài khóa luận
Giáo dục phổ thơng nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình
giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, từ quan tâm
đến việc học sinh học được cái gì đến quan tâm học sinh làm được gì qua việc
học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành cơng việc chuyển
từ phương pháp dạy học nặng về truyền thụ kiến thức sang dạy cách học, cách
vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng
thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang
kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, chú trọng
kiểm tra đánh giá trong q trình dạy học để có thể tác động kịp thời nhằm nâng
cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục.
Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 – 2020 ban hành kèm theo
Quyết định 711/QĐ-TTg ngày 13/6/2012 của Thủ tướng Chính phủ xác định:
"Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo
hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của
người học"; "Đổi mới kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, kỳ thi tuyển sinh đại
học, cao đẳng theo hướng đảm bảo thiết thực, hiệu quả, khách quan và công bằng;
kết hợp kết quả kiểm tra đánh giá trong quá trình giáo dục với kết quả thi".
Thực hiện chiến lược đó, từ năm 2017, trong kỳ thi THPT quốc gia bài thi mơn
Tốn được gắn với hình thức thi trắc nghiệm khách quan. Trong xu hướng thi
trắc nghiệm khách quan như vậy, nhà trường và các thầy cơ giáo cần có những
kế hoạch học tập phù hợp nhất để học sinh thích nghi và đạt kết quả học tập cao
nhất. Người giáo viên là người quan trọng nhất có thể giúp các em học sinh
thích nghi được với các thay đổi trong giáo dục thông qua việc chuẩn bị kế
hoạch môn học, giáo án mỗi bài học theo phương pháp dạy học mới, nổi bật
trong đó là dạy học theo chủ đề bài học.
Theo cơng văn Số: 5555/BGDĐT-GDTrH ngày 8 tháng 10 năm 2014 của
Bộ Giáo dục và Đào tạo có quy định rất rõ ràng mục tiêu, nội dung và các bước
2
thiết kế một chủ đề dạy học. Trong q trình dạy học, có thể gộp một số tiết dạy
có cùng một nội dung thành một chun đề, xây dựng bài học theo chủ đề áp
dụng các phương pháp dạy học tích hợp, phát triển năng lực cá nhân học sinh.
Mỗi bài học theo chủ đề phải giải quyết trọn vẹn một vấn đề học tập. Vì vậy,
việc xây dựng mỗi bài học cần thực hiện theo quy trình như sau: Xác định vấn
đề cần giải quyết trong bài học; Xây dựng nội dung chủ đề bài học; Xác định
mục tiêu bài học; Xác định và mơ tả mức độ u cầu (nhận biết, thơng hiểu, vận
dụng, vận dụng cao) của mỗi loại câu hỏi/bài tập có thể sử dụng để kiểm tra,
đánh giá năng lực và phẩm chất của học sinh trong dạy học; Biên soạn các câu
hỏi/bài tập cụ thể theo các mức độ u cầu đã mơ tả để sử dụng trong q trình
tổ chức các hoạt động dạy học và kiểm tra, đánh giá, luyện tập theo chủ đề đã
xây dựng.
Hình học là phân nhánh của tốn học có liên quan đến các câu hỏi về hình
dạng,kích thước,vị trí tương đối của các hình khối và các tính chất của khơng
gian.Trong chương trình tốn phổ thơng kiến thức về khối đa diện là một phần
quan trọng trong hình học,có ứng dụng rất nhiều trong đời sống,kỹ thuật.Trong
chương trình Tốn phổ thơng,khối đa diện được giảng dạy ở đầu năm lớp 12 với
những chủ đề cơ bản như: Khái niệm về khối đa diện, khối đa diện lồi và khối
đa diện đều, thể tích của khối đa diện.Tuy nhiên các dạng bài tập về khối đa diện
tương đối khó.Để giải được các bài tập này yêu cầu học sinh phải có tư duy
tưởng tượng phong phú, đồng thời phải biết vận dụng thành thạo một cách có hệ
thống các định nghĩa,định lý và tính chất.Nhiệm vụ của người giáo viên là cực
kì quan trọng, khơng những giải được bài tập mà cịn phải hướng dẫn các em
học sinh tư duy logic, tự tìm ra lời giải các bài tập đó. Như vậy trong tiết học
người giáo viên phải tạo ra các vấn đề, tình huống và hoạt động cụ thể nhằm dẫn
dắt học sinh tìm ra lời giải từng bài tốn.Do vậy việc xây dựng kế hoạch bài học
của giáo viên rất cần thiết để có được một tiết học hiệu quả.
Bên cạnh việc xây dựng kế hoạch bài học theo chủ đề thì việc kiểm tra
đánh giá được xem là một phần khơng thể thiếu của q trình dạy học. Hiện nay
hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan được sử dụng khá phổ biến ở nhiều
3
nước trên thế giới.Tuy nhiên ở nước ta việc sử dụng trắc nghiệm khách quan
trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh chưa có tính thường
xun.Trắc nghiệm khách quan có nhiều ưu điểm nổi bật như tiết kiệm được
nhiều thời gian và kinh phí.Đồng thời lại kiểm tra đánh giá được một cách hệ
thống và tồn diện kiến thức và kỹ năng của học sinh,đem lại kết quả một cách
chính xác và khách quan.
Từ những lí do trên vàđể nâng cao kiến thức nghiệp vụ cho bản thân, em
lựa chọn nội dung:"Xây dựng kế hoạch bài học chủ đề của khối đa diện theo
định hướng tăng cường trắc nghiệm khách quan"làm hướng nghiên cứu cho
khóa luận của mình.
2. Mục tiêu khóa luận
Xây dựng hệ thống kế hoạch bài học chủ đề khối đa diện theo định
hướng tăng cường trắc nghiệm khách quan và phát triển năng lực vận dụng cho
học sinh.
Đưa ra hệ thống câu hỏi trắc nghiệm về nội dung khối đa diện.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Khóa luận hệ thống lại một cách cơ bản những kiến thức về khối đa diện,
từ đó xây dựng hệ thống kế hoạch bài học chủ đề này theo định hướng tăng
cường trắc nghiệm khách quan. Ngồi ra, khóa luận cũng đưa ra hệ thống câu
hỏi trắc nghiệm theo chủ đề khối đa diện.
Khóa luận có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Tốn,
giáo viên dạy mơn Tốnvà học sinh lớp 12 ở trường THPT.
4
CHƯƠNG I:XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI HỌC NỘI DUNG
CÁCKHỐI ĐA DIỆN
1.1. Kế hoạch bài học: KHÁI NIỆM VỀ KHỐI ĐA DIỆN
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Khối lăng trụ và khối chóp
Khối lăng trụ là phần khơng gian được giới hạn bởi một hình lăng trụ kể cả
hình lăng trụ đó.
Khối chóp là phần khơng gian được giới hạn bởi một hình chóp kể cả hình
chóp đó.
2. Khái niệm về hình đa diện và khối đa diện
Hình đa diện là hình được tạo bởi một số hữu hạn các đa giác thỏa mãn hai tính
chất sau:
-Hai đa giác phân biệt chỉ có thể hoặc khơng có điểm chung, hoặc có một điểm
chung, hoặc chỉ có một cạnh chung.
-Mỗi cạnh của đa giác nào cũng là cạnh chung của đúng hai đa giác.
Khối đa diện là phần khơng gian được giới hạn bởi một hình đa diện, kể cả
hình đa diện đó.
-Những điểm khơng thuộc khối đa diện được gọi là điểm ngồi của khối đa diện.
Tập hợp các điểm ngồi của khối đa diện được gọi là miền ngồi của khối đa
diện.Những điểm thuộc khối đa diện nhưng khơng thuộc hình đa diện ứng với đa
diện đó được gọi là điểm trong của khối đa diện.Tập hợp các điểm trong của
khối đa diện được gọi là miền trong của khối đa diện.
-Mỗi khối đa diện được xác định bởi một hình đa diện ứng với nó. Ta cũng gọi
đỉnh,cạnh, mặt, điểm trong, điểm ngồi,…của một khối đa diện theo thứ tự cũng
là đỉnh,cạnh,mặt, điểm trong, điểm ngồi,…của hình đa diện tương ứng.
3.Hai đa diện bằng nhau
a.Phép dời hình trong khơng gian
5
-Trong không gian, quy tắc đặt tương ứng mỗi điểm M với điểm M ' xác định
duy nhất được gọi là một phép biến hình trong khơng gian.
-Phép biến hình trong khơng gian được gọi là phép dời hình nếu nó bảo toàn
khoảng cách giữa hai điểm tuỳ ý.
* Phép tịnh tiến theo vectơ v
Tv : M M ' MM ' v
* Phép đối xứng qua mặt phẳng P
D( P ) : M M '
-Nếu M P thì M M ,
-Nếu M P thì MM ' nhận P làm
mp trung trực.
* Phép đối xứng tâm O
DO : M M '
-Nếu M O thì M ' O.
-Nếu M O thì MM ' nhận O làm
trung điểm.
* Phép đối xứng qua đường thẳng
D : M M '
-Nếu M thì M ' M
-Nếu M thì MM ' nhận làm
đường trung trực.
b. Hai hình bằng nhau
-Hai hình được gọi là bằng nhau nếu có một phép dời hình biến hình này thành
hình kia.
6
-Hai đa diện được gọi là bằng nhau nếu có một phép dời hình biến đa diện này
thành đa diện kia.
4.Phân chia và lắp ghép các khối đa diện
Nếu khối đa diện H là hợp của hai khối đa diện H1 và H 2 sao cho
H1 và H 2 khơng có chung điểm trong nào thì ta nói có thể chia được khối đa
diện H thành hai khối đa diện H1 và H 2 , hay có thể lắp ghép hai khối đa
diện H1 và H 2 với nhau để được khối đa diện H .
B.HOẠT ĐỘNG TRÊN LỚP
1. Khởi động
Điền đúng (T), sai (F) vào cột trước bài học của bảng dưới đây:
Trước khi
Các mệnh đề
Sau khi
học
học
Số cạnh của một hình đa diện bất kỳ ln nhỏ hơn
hoặc bằng số mặt của hình đa diện đó.
Một khối đa diện bất kỳ có ít nhất 4 mặt.
Có vơ số phép tịnh tiến biến một đường thẳng thành
chính nó.
Hợp thành của hai phép đối xứng qua hai mặt
phẳng (P) và (Q) vng góc với nhau là một phép
tịnh tiến.
Mỗi đỉnh của một hình đa diện là đỉnh chung của ít
nhất 3 cạnh.
Mỗi khối đa diện bất kỳ ln có thể được phân chia
thành những khối đa diện.
2. Giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài
Ví dụ 1.Trong các hình sau, hình nào là hình đa diện, hình nào khơng phải là
hình đa diện?
7
D
C
A
B
D'
C'
A'
1
2
B'
3
4
Hướng dẫn:
Hình 1,3,4 là hình đa diện.
Hình 2 khơng là hình đa diện.
Ví dụ 2.Cho H là đa diện mà các mặt của nó là những đa giác có p cạnh.
Chứng minh rằng: Nếu số mặt của H là lẻ thì P phải là số chẵn.
Hướng dẫn:
Gọi M là số các mặt của khối đa diện H . Vì mỗi mặt của H có P cạnh nên
M mặt M có P. M cạnh. Nhưng do mỗi cạnh là cạnh chung của đúng hai đa
giác nên số cạnh của H bằng C
p.M
. Vì M lẻ nên P phải là số chẵn.
2
Ví dụ 3.Cho hình hộp ABCD. ABCD. Chứng minh hai lăng trụ ABD. ABD và
CDB.CDB bằng nhau.
Hướng dẫn:
Xét phép đối xứng qua tâm O của hình hộp ABCD. ABCD. Ta có:
A C , B D,
D B ,
A C , B D , D ' B.
Do đó lăng trụ ABC . AB C lăng trụ C DB.CDB.
Vì vậy hai lăng trụ ABC. ABC và CDB.CDB bằng nhau.
Ví dụ 4.Cho khối lập phương ABCD. ABC D.
a) Chia khối lập phương thành 2 khối lăng trụ.
b) Chia khối lăng trụ ABD. ABD thành 3 khối tứ diện.
Hướng dẫn:
8
a) Lấy mặt phẳng p đi qua BDDB cắt khối lập phương đó theo một hình tiết
diện là hình chữ nhật BDDB. Thiết diện này chia các điểm cịn lại của khối lập
phương ra làm hai phần. Mỗi phần cùng với hình chữ nhật BDDB tạo thành
một khối lăng trụ, như vậy ta có hai khối lăng trụ: ABD. ABD và BCD.BCD.
b) Tương tự phần a ta chia khối lăng trụ ABD. ABD thành 3 khối tứ diện:
ADBB; ADBD; AABD.
Ví dụ 5. Số cạnh của khối đa diện S . A1 A2 A3... A2018 bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Đa diện H có 2019 đỉnh, với đáy là đa giác gồm 2018 cạnh.
Ứng với mỗi cạnh của đa giác đáy ta sẽ có một mặt bên, nên H có 2018 mặt.
Theo cơng thức Euler, ta có: C 2019 2018 2 4035 (cạnh).
3. Học sinh tự làm các bài tập sau trên lớp
a. Bài tập tự luận
Bài tự luyện số 1.Chứng minh rằng một đa diện có các mặt là các tam giác thì
tổng số các mặt của nó phải là một số chẵn.
Bài tự luyện số 2.Cho hình lập phương ABCD. ABCD có tâm O. Tìm ảnh của
tứ giác ABCD qua:
a) Phép tịnh tiến theo v AA .
b) Phép đối xứng qua mặt phẳng ( BBDD ).
c) Phép đối xứng tâm O.
d) Phép đối xứng qua đường thẳng AC .
Bài tự luyện số 3.Chia một khối lập phương thành năm khối tứ diện.
Bài tự luyện số 4.Số cạnh của khối lăng trụ A1 A2 ... A2018.B1B2 ...B 2018 bằng bao
nhiêu?
Bài tự luyện số 5.Hình lập phương có bao nhiêu trục đối xứng?
b.Bài tập trắc nghiệm
Câu 1.Tìm mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau.
A. Nếu hình H có trục đối xứng thì nó có ít nhất một tâm đối xứng.
9
B. Nếu hình H có mặt đối xứng thì nó có ít nhất một tâm đối xứng.
C. Nếu hình H có mặt đối xứng và có trục đối xứng thì nó có ít nhất một tâm đối
xứng.
D. Nếu hình H có mặt đối xứng và có tâm đối xứng nằm trên mặt đối xứng thì
nó có ít nhất một tâm đối xứng.
Câu 2.Có bao nhiêu phép tịnh tiến biến một đường thẳng thành chính nó?
A. 0
B. 1
C. 2
D. Vơ số
Câu 3. Trong các hình dưới đây, hình nào khơng có tâm đối xứng
A. Hình hộp
B. Hình lăng trụ tứ giác đều
C. Hình lập phương
D. Tứ diện đều
Câu 4.(Trích đề thi THPT Quốc Gia năm 2017)Mặt phẳng ABC chia khối
lăng trụ ABC. ABC thành các khối đa diện nào?
A. Một khối chóp tam giác và một khối chóp tứ giác.
B. Hai khối chóp tam giác.
C.Một khối chóp tam giác và một khối chóp ngũ giác.
D. Hai khối chóp tứ giác.
Câu 5. Số mặt phẳng đối xứng của hình tứ diện đều là:
A. 4 mặt phẳng
B. 6 mặt phẳng
C. 8 mặt phẳng
D. 10 mặt phẳng
C.BÀI TẬP VỀ NHÀ
1. Bài tập tự luận
Bài tập số 1. Chứng minh rằng nếu khối đa diện có các mặt là tam giác và mỗi
đỉnh là đỉnh chung của ba cạnh thì đó là khối tứ diện.
Bài tập số 2. Trong khơng gian cho 2 vectơ u và v với M là điểm bất kỳ, ta gọi
M 1 là ảnh của M qua phép Tu và M 2 là ảnh của M 1 qua phép Tv . Khi đó phép
biến hình biến điểm M thành điểm M 2 .
Bài tập số 3.Chia một khối lập phương thành sáu khối tứ diện bằng nhau.
10
Bài tập số 4.Chứng minh rằng nếu khối đa diện có tất cả các mặt là những ngũ
giác thì số cạnh của khối đa diện đó ln chia hết cho 5.
Bài tập số 5. Hình tứ diện đều có bao nhiêu mặt phẳng đối xứng?
2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Mặt Phẳng ABC chia khối lăng trụ ABC ABC thành các khối đa
diện nào?
A.Một khối chóp tam giác và một khối chóp tứ giác.
B. Hai khối chóp tam giác.
C. Một khối chóp tam giác và một khối chóp ngũ giác.
D.Hai khối chóp tứ giác.
Câu 2.Có bao nhiêu phép đối xứng qua mặt phẳng biến một đường thẳng thành
chính nó?
A. 0
B. 2
C. 1
D. 3
Câu 3.Hình đa diện nào dưới đây khơng có tâm đối xứng?
A. Tứ diện đều
B. Hình lập phương
C. Lăng trụ lục giác đều
D. Bát diện đều
Câu 4. Phép đối xứng qua mặt phẳng P biến đường thẳng d thành đường
thẳng d cắt d khi và chỉ khi:
A. d cắt P .
B. d nằm trên P .
C. d cắt P nhưng khơng vng góc với (P).
D. d song với P .
Câu 5.Một hình đa diện có các mặt là những tam giác thì số mặt M và số cạnh
C của đa diện đó thỏa mãn.
A. 3C 2M
B. C M 2
C. M C
D. 3M 2C
D. ĐÁP SỐ VÀ HƯỚNG DẪN
1.Bài tập trên lớp
Bài tự luyện số 1.
11
Giả sử đa diện H có m mặt.Vì mỗi mặt của H có 3 cạnh, nên m mặt có 3m
cạnh. Nhưng mỗi cạnh của H là cạnh chung của đúng hai mặt nên số cạnh
của H bằng c
3m
. Do c là số nguyên dương nên m phải là số chẵn.
2
Bài tự luyện số 2.
ABCD ABCD
a, T
AA
b, DBBDD ABCD CBAD
c, D O ABCD C DAB
d, D AC ABCD AB1C1D1
với AC là trung trực của BB1 , CC1, DD1.
Bài tự luyện số 3.
Chia khối lập phương ABCD. A ' B ' C ' D ' thành năm khối tứ diện như sau:
A 'A'B D, B' ABC ', CBC D, D'C'DA', DABC.
D
A
C
B
C'
D'
A'
B'
Bài tự luyện số 4.
Khối lăng trụ H gồm4036 đỉnh và 2020 mặt, theo công thức Euler, ta có:
C 4036 2020 2 6054 (cạnh).
Bài tự luyện số 5.
Hình lập phương có 11 trục đối xứng đó là:
+ 3 trục đối xứng đi qua tâm của hai mặt đối diện
+ 4 đường chéo của hình lập phương
+ 4 đường nối chung điểm 2 cạnh đối diện của hình lập phương.
12
Bài tập trắc nghiệm
Câu
1
2
3
4
5
Đáp án
D
D
D
A
B
2. Bài tập về nhà
Bài tập số 1.
Gọi A là một đỉnh của khối đa diện. A là đỉnh chung của ba cạnh
AB, AC , AD. Mặt chứa cạnh AB, AC phải là tam giác ABC. Tương tự các tam
giác ACD, ADB đều là mặt của khối đa diện, suy ra mặt thứ tư là tam giác BCD.
Từ đó suy ra kết quả bài tốn.
Bài tập số 2.
Theo định nghĩa phép tịnh tiến vectơ
Tu M M 1 MM 1 u
MM 1 M 1M 2 u v MM 2 u v
Tv M 1 M 2 M 1M 2 v
Như vậy phép biến hình biến điểm M thành điểm M 2 là phép tịnh tiến theo
vectơ u v .
Bài tập số 3.
+ Chia khối lập phương thành 2 khối lăng trụ ABD.ABD và BCD.BCD.
+ Chia lăng trụ ABD. ABD thành 3 tứ diện BABD, AABD và ADBD.
+ Chứng minh 3 khối tứ diện bằng nhau:
D( A ' BD ') : BA ' B ' D ' AA' BD '
D( ABD ') : AA' BD ' ADBD '
D
A
C
B
C'
D'
A'
B'
13
+ Làm tương tự đối với lăng trụ BCD.BCD.
Chia được hình lập phương thành 6 tứ diện bằng nhau.
Bài tập số 4.
Gọi số mặt và số cạnh của khối đa diện lần lượt là M , C.
Do tất cả các mặt đều là các ngũ giác nên số cạnh của khối đa diện là 5M cạnh.
Mà mỗi cạnh của khối đa diện luôn là cạnh chung của 2 mặt nên số cạnh C là:
C
5M
2C
M
. Do số cạnh là số nguyên nên C phải chia hết cho 5.
2
5
Bài tập số 5.
Tứ diện đều có 6 mặt phẳng đối xứng đó là các mặt phẳng chứa một cạnh và đi
qua trung điểm của cạnh đối diện.
Bài tập trắc nghiệm
Câu
1
2
3
4
5
Đáp án
A
C
A
C
D
14
1.2.Kế hoạch bài học: KHỐI ĐA DIỆN LỒI VÀ KHỐI ĐA DIỆN ĐỀU
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Khối đa diện lồi
Khối đa diện H được gọi là khối đa diện lồi nếu đoạn thẳng nối hai điểm bất
kì của H ln thuộc H . Khi đó đa diện xác định H được gọi là đa diện lồi.
Nhận xét: Một khối đa diện là khối đa diện lồi khi và chỉ khi miền trong của nó
ln nằm về một phía đối với mỗi mặt phẳng chứa một mặt của nó.
2. Khối đa diện đều
Khối đa diện đều là khối đa diện lồi có các 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.
Khối đa diện đều như vậy được gọi là khối đa diện đều loại p,q .
Bảng tóm tắt của 5 loại khối đa diện đều
Loại
Tên gọi
Số đỉnh
Số cạnh
Số mặt
3; 3
Tứ diện đều
4
6
4
4; 3
Lập phương
8
12
6
3; 4
Bát diện đều
6
12
8
5; 3
Mười hai mặt đều
20
30
12
3; 5
Hai mươi mặt đều
12
30
20
B.HOẠT ĐỘNG TRÊN LỚP
1. Khởi động
Điền đúng (T), sai (F) vào cột trước bài học của bảng dưới đây:
Trước
khi học
Các mệnh đề
Nếu một khối đa diện lồi có số mặt và số đỉnh
bằng nhau thì số cạnh của nó là số lẻ.
Tâm tất cả các mặt của một hình tứ diện đều là các
Sau khi
học
15
đỉnh của hình tứ diện đều.
Khối đa diện đều là khối đa diện có tất cả các mặt
là các đa giác đều bằng nhau và các cạnh bằng
nhau.
Các mặt của khối đa diện đều là những đa giác đều
và bằng nhau.
Các khối lăng trụ tam giác, khối hộp, khối tứ diện
là những khối đa diện đều.
2. Giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài
Ví dụ 1.Tính số cạnh của khối 20 mặt đều trong đó mỗi mặt là tam giác đều.
Hướng dẫn:
Vì mỗi mặt là1 giác đều và có M mặt M 20 . Nhưng mỗi cạnh là cạnh chung
của đúng hai mặt nên C
3.20
30.
2
Ví dụ 2.Trong một khối đa diện lồi với các mặt là các tam giác. Nếu gọi C là
số cạnh và M là số mặt, tìm mối liên hệ giữa C và M .
Hướng dẫn:
Vì mỗi mặt là tam giác và có M mặt, nên số cạnh là 3M . Nhưng mỗi cạnh là cạnh
chung của đúng hai mặt nên C
3M
.
2
Ví dụ 3. Một khối đa diện lồi 10 đỉnh, 7 mặt. Tính số cạnh của khối đa diện.
Hướng dẫn:
Áp dụng định lí Ơle: D C M 2 10 C 7 2 C 15.
Ví dụ 4. Khối 12 mặt đều{mỗi mặt là ngũ giác đều}. Tính số cạnh của khối đa
diện.
Hướng dẫn:
Vì mỗi mặt là ngũ giác đều và có M mặt M 12 .
16
Nhưng mỗi cạnh là cạnh chung của đúng hai mặt n
ạnh chung của đúng hai mặt nên C
5M 5.12
30.
2
2
Ví dụ 5.Chứng minh rằng tâm các mặt của h
ứng minh rằng tâm các mặt của hình tứ diện đều là các đ
à các đỉnh của một
hình tứ diện đều.
Hướng dẫn:
*) Giả sử có tứ diện đều ABCD cạnh bằng a.
Gọi A, B,C, D lần lượt
t là trọng tâm các tam giác đều BCD, ACD,ABD và
ABC.
*) Gọi M là trung điểm c
m của BC. Ta có
1
3
MD MA 1
MA MD 3
a
3
AD / /AD; AD AD .
a
*) Tương tự như vậy
y ta có AB BC CA BD C D . Và 4 đi
điểm này
3
không đồng phẳng
ng cho nên chúng tạo
t thành một tứ diện đều
u ccạnh bằng
a
3
(đpcm).
3. Học sinh tự làm
àm các bài ttập sau trên lớp
a.Bài tập tự luận
Bài tự luyện số 1.Trong m
Trong một khối đa diện lồi mà mỗi đỉnh là đỉnh chung của ba
ỉnh chung của ba
cạnh, nếu gọi C là số cạnh v
ố cạnh và D là số đỉnh. Tìm mối liên hệ giữa C và D .
Bài tự luyện số 2.Chứng minh rằng:
ứng minh rằng:
Tâm các mặt của một hình l
ình lập phương là các đỉnh của một hình bát di
ình bát diện đều.
17
Bài tự luyện số 3.Cho hình lập phương H . H là hình bát diện đều có các
đỉnh là tâm các mặt của hình lập phương H . Khi đó, tỉ số diện tích tồn phần
của H và H là?
Bài tự luyện số 4. Khối 20 mặt đều{mỗi mặt là tam giác đều}. Tính số cạnh của
khối đa diện.
b.Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Cho các phát biểu sau:
(1) Khối đa diện H được gọi là khối đa diện lồi nếu đọan thẳng nối hai
điểm bất kì của H ln thuộc H .
(2) Khối đa diện đều là khối đa diện lồi có mỗi mặt của nó là một đa giác đều
p cạnh và mỗi đỉnh của nó là đỉnh chung của q mặt.
(3) Trong các khối đa diện thì chỉ có 5 loại khối đa diện đều.
(4) Trung điểm các cạnh của một khối tứ diện đều là đỉnh của một hình lập
phương.
(5) Trọng tâm các mặt của khối tứ diện đều là đỉnh của một khối tứ diện đều.
Số phát biểu đúng là:
A.2
B.3
C.4
D.5
Câu 2.Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?
A. Hình lập phương là đa diện
B. Tứ diện là đa diện lồi
C. Hình hộp là đa diện lồi
D. Hình tạo bởi hai tứ diện chung đáy ghép với nhau là một đa diện lồi.
Câu 3.Tỉ số giữa diện tích xung quanh của khối tứ diện đều cạnh a 3 và diện
tích tồn phần của khối tứ diện đều cạnh a 2 là:
3
A.
2
2
B.
3
9
C.
8
8
D.
9
Câu 4.Cho một hình đa diện. Tìm khẳng định sai trong các khẳng định sau:
A. Mỗi đỉnh là đỉnh chung của ít nhất ba cạnh
18
B. Mỗi đỉnh là đỉnh chung của ít nhất ba mặt
C. Mỗi cạnh là cạnh chung của ít nhất ba mặt
D. Mỗi mặt có ít nhất ba cạnh
Câu 5.Số cạnh của một hình bát diện đều là:
A.8
B. 10
C. 12
D.16
C.BÀI TẬP VỀ NHÀ
1. Bài tập tự luận
Bài tập số 1. Tính số cạnh của khối 12 mặt đều trong đó mỗi mặt là ngũ giác
đều.
Bài tập số 2. Cho một khối tứ diện đều .Hãy chứng minh:
Các chung điểm của các cạnh của nó là các đỉnh của một khối tám mặt đều.
Bài tập số 3.Cho hình tứ diện đều ABCDEF. Chứng minh rằng:
a) Các đoạn thẳng AF , BD, CE đơi một vng góc với nhau và cắt nhau tại
trung điểm mỗi đường.
b) ABFD, AEFC và BCDE là những hình vng.
2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Trung điểm các cạnh của một tứ diện đều tạo thành
A. Các đỉnh của một hình tứ diện đều
B. Các đỉnh của một hình bát diện đều
C. Các đỉnh của một hình mười hai mặt đều
D. Các đỉnh của hai mươi mặt đều
Câu 2.Khối 20 mặt đều có bao nhiêu cạnh?
A. 24 cạnh B. 28 cạnh
C. 30 cạnh
D. 40 cạnh
Câu 3.Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?
A. Số mặt của một hình đa diện đều ln là một số chẵn
B. Số đỉnh của một hình đa diện đều ln là một số chẵn
C. Số cạnh của một hình đa diện đều ln là một số chẵn
D. Tồn tại một hình đa diện đều có số cạnh ln là số lẻ
Câu 4.Số đỉnh của một hình bát diện đều là:
19
A. 6
B. 8
C. 10
D. 12
Câu 5.Số đỉnh của hình mười hai mặt đều là:
A. 12
B. 16
C. 20
D. 30
D. ĐÁP SỐ VÀ HƯỚNG DẪN
1. Bài tập trên lớp
Bài tự luyện số 1.
Vì có D đỉnh, mà mỗi đỉnh có 3 cạnh chung nên số cạnh là 3D . Mà cứ một
cạnh thì có 2 đỉnh nên ta có: C
3D
.
2
Bài tự luyện số 2.
Cho hình lập phương ABCD. ABCD có cạnh bằng a.
Gọi I , J , E , F , M và N lần lượt là tâm của các mặt ABCD, ABCD, AB BA,
BC C B, CD DC và DAAD của hình lập phương. Ta thấy sáu điểm trên cũng
lần lượt là chung điểm của các cạnh AC , BD, AB, BC , CD và DA của tứ diện
đều ABC D. Từ đó ta thấy sáu điểm đó là các đỉnh của hình bát diện đều.
Bài tự luyện số 3.
Đặt a là độ dài cạnh của hình lập
phương H , khi đó độ dài cạnh hình
bát diện đều H là
a 2
2
Diện tích mỗi mặt H là a 2
20
2
1 a 2 3 a2 3
Diện tích mỗi mặt H bằng:
.
2 2 2
8
Diện tích tồn phần của H là 6.a 2
a2 2
a2. 3 .
Diện tích tồn phần của H bằng 8.
2
Vậy tỷ số diện tích tồn phần của H và H là:
6a 2
2 3 .
a2 3
Bài tự luyện số 4.
Vì mỗi mặt là tam giác đều và có M mặt M 20 . Nhưng mỗi cạnh là cạnh
chung của đúng hai mặt nên C
3.20
30.
2
Bài tập trắc nghiệm
Câu
1
2
3
4
5
Đáp án
C
D
C
C
C
2. Bài tập về nhà
Bài tập số 1.Vì mỗi mặt là tam giác đều và có M mặt M 12 . Nhưng mỗi
cạnh là cạnh chung của đúng hai mặt nên C
5.M 5.12
30.
2
2
Bài tập số 2. Gọi khối tứ diện đều là ABCD. Với M , N , P, Q, R, S lần lượt là
trung điểm của các cạnh AB, CD, AC , BD, AD, BC của khối tứ diện. Khi đó ta
chứng minh tám tam giác: MPR, MRQ, MQS , MSP, NPR, NRQ, NQS , NSP là
những tam giác đều.
Bài tập số 3.
a)Do B, C , D, E cách đều A và F nên chúng
thuộc mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng
AF . Tương tự A, B, F , D cùng thuộc một mặt
21
phẳng và A, E , F , C cũng cùng thuộc một mặt phẳng.
*)Gọi O là giao điểm của AF và mặt phẳng BEDC . Ta nhận thấy ba điểm
B, O, E là điểm chung của hai mặt phẳng BEDC và ABFD nên chúng thẳng
hàng. Tương tự E , O, C thẳng hàng.
Do đó AF , BD, EC đồng quy.
*) Mặt khác ta có AEFC là hình thoi nên AF và EC vng góc với nhau và cắt
nhau tại trung điểm mỗi đường.Tương tự ABFD là hình thoi và BEDC cũng là
hình thoi nên các cặp (AF và BD) và (BD và EC ) vuông góc với nhau và cắt
nhau tại trung điểm mỗi đường.
Vậy AF , EC và BD vng góc với nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường.
b)Do AO BEDC và AE AB AC AD nên OE OB OC OD do đó
BCED là hình vng. Tương tự ABFD và AEFC là các hình vng
Bài tập trắc nghiệm
Câu
1
2
3
4
5
Đáp án
B
C
D
A
C
22
CHƯƠNG II:XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI HỌC NỘI DUNG
THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN
2.1. Kế hoạch bài học: KHÁI NIỆM VỀ THỂ TÍCH CỦA KHỐI ĐA DIỆN
A.LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
Thể tích của khối đa diện H là một số dương duy nhất V( H ) thoả mãn các tính
chất sau:
a) Nếu H là khối lập phương có cạnh bằng 1 thì V( H ) 1.
b) Nếu hai khối đa diện H1 , H 2 bằng nhau thì V( H 1) V H 2 .
c) Nếu khối đa diện H được phân chia thành hai khối đa diện H1 , H 2 thì
V( H ) V( H 1) V( H 2) .
V( H ) cũng được gọi là thể tích của hình đa diện giới hạn khối đa diện H .
Khối lập phương có cạnh bằng 1 được gọi là khối lập phương đơn vị.
Thể tích của khối lập phương có cạnh bằng a là:
V a 3.
Thể tích của khối hộp chữ nhật có các kích thước lần lượt là a,b,c là
V abc.
B.HOẠT ĐỘNG TRÊN LỚP
1. Khởi động
Điền đúng (T), sai (F) vào cột trước bài học của bảng dưới đây:
Trước
Các mệnh đề
khi học
Sau khi
học
Hai khối đa diện bằng nhau thì có thể tích bằng nhau.
Khối lập phương có cạnh bằng 1 thì có thể tích bằng 1.
Thể tích của khối hộp hình chữ nhật bằng tích ba kích
thước của nó.
23
Khối lập phương có cạnh bằng a thì có thể tích bằng a3 .
Khi tăng tất cả các kích thước của khối hộp chữ nhật
lên ba lần thì thể tích khối hộp tương ứng sẽ tăng lên
chín lần.
2. Giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài
Ví dụ 1. Tính thể tích V của khối hộp chữ nhật có ba kích thước lần lượt là
3a, 4a, 5a.
Hướng dẫn:
V 3a.4a.5a 60a3.
Ví dụ 2.Tính thể tích của khối tứ diện đều có cạnh bằng a.
Hướng dẫn:
a2 3
Diện tích đáy: S
4
2
a 3
a3 3
6
a V
Đường cao: R a
12
3
3
2
Ví dụ 3.Gọi a, b, c, V lần lượt là ba kích thước và thể tích của khối hộp chữ
nhật. Tính và điền vào ơ trống:
Hướng dẫn:
a
b
c
V
1
2
3
4
3
24
1
2
2
3
1
1
3
1