TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Chuyên đề 12
MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÓ THỂ TÍCH KHỐI CHÓP - LĂNG TRỤ
TÀI LIỆU DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH GIỎI MỨC 9-10 ĐIỂM
Câu 1.
(Mã 101 2018) Cho khối lăng trụ ABC. ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB bằng
2 , khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 3 , hình chiếu
vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và AM
2 3
. Thể tích
3
của khối lăng trụ đã cho bằng
A. 2
B. 1
C.
3
D.
2 3
3
Câu 2.
(Mã 103 -2018) Cho khối lăng trụ ABC. A ' B ' C ' , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB ' bằng
2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB ' và CC ' lần lượt bằng 1 và 3 , hình chiếu vuông
góc của A lên mặt phẳng ( A ' B ' C ') là trung điểm M của B ' C ' và A ' M 2 . Thể tích của khối
lăng trụ đã cho bằng
2 3
A.
B. 1
C. 3
D. 2
3
Câu 3.
(Mã 102 2018) Cho khối lăng trụ ABC. A'B'C' , khoảng cách từ C đến BB ' là 5 , khoảng cách
từ A đến BB ' và CC ' lần lượt là 1; 2 . Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng A ' B ' C ' là
trung điểm M của B ' C ' , A ' M
A.
Câu 4.
2 5
.
3
B.
5
15
. Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng
3
2 15
15
C.
D.
3
3
(Mã 104 2018) Cho khối lăng trụ ABC . ABC . Khoảng cách từ C đến đường thẳng BB bằng
5 , khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 2 , hình chiếu
vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và AM 5 . Thể tích
của khối lăng trụ đã cho bằng
A.
Câu 5.
5
B.
C.
2 5
3
D.
2 15
3
(Chuyên Hưng Yên - 2020) Cho hình lăng trụ tam giác ABC. ABC có đáy là tam giác vuông
120 . Gọi M là trung điểm cạnh BB (tham
90 , BAA
tại A , AB 2 , AC 3 . Góc CAA
khảo hình vẽ). Biết CM vuông góc với AB , tính thể tích khối lăng trụ đã cho.
3 1 33
A. V
Câu 6.
15
3
8
.
B. V
1 33
.
8
3 1 33
C. V
4
.
D. V
1 33
.
4
(Chuyên KHTN - 2020) Cho khối lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông
cân tại C , AB 2a và góc tạo bởi hai mặt phẳng ABC và ABC bằng 60 . Gọi M , N lần
Facebook Nguyễn Vương Trang 1
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
lượt là trung điểm của AC và BC . Mặt phẳng AMN chia khối lăng trụ thành hai phần. Thể
tích của phần nhỏ bằng
7 3a 3
6a 3
7 6a 3
3a3
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
24
6
24
3
Câu 7.
Câu 8.
(Chuyên Bắc Ninh - 2020) Cho hình chóp tam giác đều S . ABC có SA 2 . Gọi D , E lần lượt
là trung điểm của cạnh SA , SC . Thể tích khối chóp S. ABC biết BD AE .
4 21
4 21
4 21
4 21
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
9
7
3
27
(Chuyên Thái Bình - 2020) Cho hình lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại
BC nhọn. Mặt phẳng
ABC 600 . Biết tứ giác BCCB là hình thoi có B
A , cạnh BC 2a và
BCCB vuông góc với ABC và mặt phẳng ABBA tạo với ABC góc 450 . Thể tích khối
lăng trụ ABC. ABC bằng
A.
7a3
.
7
B.
3 7 a3
.
7
C.
6 7a3
.
7
D.
7a3
.
21
Câu 9.
(Chuyên Vĩnh Phúc - 2020) Cho khối lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy là tam giác đều. Mặt
phẳng ABC tạo với đáy góc 300 và tam giác ABC có diện tích bằng 8 . Tính thể tích V của
khối lăng trụ đã cho.
A. 64 3 .
B. 2 3 .
C. 16 3 .
D. 8 3 .
Câu 10.
(Sở Phú Thọ - 2020) Cho khối lăng trụ ABC. A ' B ' C ' có đáy ABC là tam giác vuông tại
A, AB a, BC 2 a . Hình chiếu vuông góc của đỉnh A’ lên mặt phẳng ABC là trung điểm của
cạnh H của cạnh AC . Góc giữa hai mặt phẳng BCB ' C ' và ABC bằng 600 . Thể tích khối lăng
trụ đã cho bằng:
3 3a3
3a3
3 3a3
a3 3
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
4
8
8
16
Câu 11.
(Sở Phú Thọ - 2020) Cho khối chóp S. ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, AB a , SA
vuông góc với mặt phẳng đáy và SA a . Góc giữa hai mặt phẳng SBC và SCD bằng , với
cos
A.
Câu 12.
Câu 13.
1
3
. Thể tích của khối chóp đã cho bằng
a3 2
.
3
B. a 3 2 .
C.
2 2a 3
.
3
D.
2a 3
.
3
(Sở Ninh Bình) Cho lăng trụ ABCD. ABC D có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 6 ,
AD 3 , AC 3 và mặt phẳng AAC C vuông góc với mặt đáy. Biết hai mặt phẳng
AAC C , AABB
tạo với nhau góc
ABCD. ABC D là
A. V 12 .
B. V 6 .
có tan
C. V 8 .
3
. Thể tích của khối lăng trụ
4
D. V 10 .
(Đô Lương 4 - Nghệ An - 2020) Cho hình lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông
BC nhọn. Biết
tại A , cạnh BC 2a và
ABC 60 . Biết tứ giác BCC B là hình thoi có B
BCCB vuông góc với ABC và ABBA tạo với ABC góc 45 . Thể tích của khối lăng
trụ ABC. ABC bằng
a3
3a3
6a 3
a3
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
7
7
7
3 7
Trang 2 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Câu 14.
(Chuyên Lê Quý Đôn – Điện Biên 2019) Cho lăng trụ ABC.A ' B ' C ' có đáy là tam giác đều cạnh
a, hình chiếu vuông góc của điểm A' lên mặt phẳng ABC trùng với trọng tâm tam giác ABC .
Biết khoảng cách giữa hai đường thẳng AA' và BC bằng
a 3
. Tính theo
4
a thể tích khối lăng trụ
đó.
a3 3
A.
.
12
Câu 15.
a3 3
B.
.
6
a3 3
C.
.
3
a3 3
D.
.
24
(Bỉm Sơn - Thanh Hóa - 2019) Cho hình chóp S. ABC có SA vuông góc với mặt phẳng
ABC và tam giác ABC cân tại A . Cạnh bên SB lần lượt tạo với mặt phẳng đáy, mặt phẳng
trung trực của BC các góc bằng 300 và 450 , khoảng cách từ S đến cạnh BC bằng a . Thể tích
khối chóp S. ABC bằng:
a3
a3
a3
A. VS . ABC .
B. VS . ABC .
C. VS . ABC .
D. VS . ABC a3 .
2
3
6
Câu 16.
ABCD
(Chu
Văn
An
Hà
Nội
2019)
Cho
tứ
diện
có
BC BD AC AD 1, ACD BCD và ABD ABC . Thể tích của tứ diện ABCD
bằng
2 3
3
2 3
2 2
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
9
27
27
27
Câu 17.
(Chuyên Đại học Vinh - 2019) Cho hình chóp tứ giác đều S . ABCD có SA a 11 , cosin góc
1
hợp bởi hai mặt phẳng ( SBC ) và ( SCD) bằng
. Thể tích của khối chóp S . ABCD bằng
10
A. 3a3 .
B. 9a3 .
C. 4a 3 .
D. 12a3 .
Câu 18.
(THPT Lương Thế Vinh Hà Nội 2019) Cho hình chóp S . ABC có đáy ABC là tam giác đều
6
15
cạnh 1 , biết khoảng cách từ A đến SBC là
, từ B đến SCA là
, từ C đến SAB là
4
10
30
và hình chiếu vuông góc của S xuống đáy nằm trong tam giác ABC . Tính thể tích khối
20
chóp VS . ABC .
1
1
1
1
A.
B.
C.
D.
36
48
12
24
Câu 19.
(Cụm Liên Trường Hải Phòng 2019) Cho hình chóp S . ABC có đáy là tam giác đều cạnh a .
SCB
900 . Gọi M là trung điểm của SA . Khoảng cách từ A đến mặt phẳng MBC
SAB
6a
. Tính thể tích V của khối chóp S. ABC .
7
5 3a 3
5 3a 3
4 3a 3
A. V
B. V
C. V
12
6
3
bằng
Câu 20.
D. V
7 3a 3
12
(Chuyên Vĩnh Phúc 2019) Cho hình chóp S. ABC có các cạnh SA BC 3 ; SB AC 4 ;
SC AB 2 5 . Tính thể tích khối chóp S. ABC .
A.
390
12
B.
390
4
C.
390
6
D.
390
8
60 ,
Câu 21. Cho hình chóp S . ABC có
ASB CSB
ASC 90 , SA SB a , SC 3a . Tính thể tích
của khối chóp S . ABC .
Facebook Nguyễn Vương 3
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
A.
a3 2
.
4
B.
a3 6
.
18
C.
a3 2
.
12
a3 6
.
6
D.
Câu 22. Cho hình chóp S . ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh 2a . Gọi M là trung điểm cạnh SA ,
SCB
90 , biết khoảng cách từ A đến MBC bằng 6a . Thể tích của khối chóp
SAB
21
S . ABC bằng
10a 3 3
8a 3 39
4a 3 13
A.
.
B.
.
C.
.
D. 2a 3 3 .
9
3
3
Câu 23.
(Cụm liên trường Hải Phòng 2019) Cho hình chóp S. ABC có đáy là tam giác đều cạnh a.
90. Gọi M là trung điểm của SA. Khoảng cách từ A đến mặt phẳng ( MBC )
SAB SCB
6a
. Tính thể tích V của khối chóp S . ABC.
bằng
7
5 3a 3
5 3a 3
4 3a 3
7 3a 3
A. V
B. V
C. V
D. V
.
.
.
.
12
6
3
12
Câu 24.
(Chuyên Lê Quý Đôn Điện Biên 2019) Cho tứ diện ABCD có các cạnh AD BC 3 ,
AC BD 4 , AB CD 2 3 . Tính thể tích khối tứ diện ABCD .
A.
2740
.
12
B.
2474
.
12
C.
2047
.
12
2470
.
12
D.
CBD
90; AB a; AC a 5;
Câu 25. Cho tứ diện ABCD có DAB
ABC 135. Biết góc giữa hai
mặt phẳng ABD , BCD bằng 30. Thể tích của tứ diện ABCD là
A.
a3
.
2
B.
a3
.
3 2
C.
a3
.
6
a3
.
2 3
D.
Câu 26. Cho hình lăng trụ đều ABC. AB C . Biết khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng ABC bằng
a , góc giữa hai mặt phẳng ABC và BCC B bằng với cos
lăng trụ ABC. A B C .
3a 3 2
A. V
.
4
Câu 27.
B. V
3a 3 2
.
2
C. V
a3 2
.
2
CCDD
A. 2 3 .
. Tính thể tích khối
D. V
3a 3 2
.
8
BBC C
và mặt phẳng
0
bằng 60 , Tính thể tích khối hộp đã cho.
B. 2 .
C.
3.
D. 3 3
(Chuyên Thoại Ngọc Hầu - 2018) Cho lăng trụ ABCD. ABC D có đáy ABCD là hình chữ
nhật với AB 6, AD 3 , AC 3 và mặt phẳng AAC C vuông góc với mặt đáy. Biết hai
mặt phẳng AAC C , AABB tạo với nhau góc thỏa mãn tan
ABCD. ABC D bằng?
A. V 8 .
B. V 12 .
Câu 29.
2 3
(Chuyên Nguyễn Trãi Hải Dương 2019) Cho hình hộp ABCD. ABC D có AB vuông góc với
mặt phẳng đáy ABCD . Góc giữa AA với mặt phẳng ABCD bằng 45 0 . Khoảng cách từ A
đến các đường thẳng BB ' và DD ' bằng 1. Góc giữa mặt phẳng
Câu 28.
1
C. V 10 .
3
. Thể tích khối lăng trụ
4
D. V 6 .
(Cụm 5 Trường Chuyên - Đbsh - 2018) Cho hình lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy là tam giác
ABC vuông cân tại A , cạnh BC a 6 . Góc giữa mặt phẳng AB C và mặt phẳng BCC B
bằng 60 . Tính thể tích V của khối đa diện AB CAC .
Trang 4 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
A. a 3 3 .
B.
3a
3
2
3
.
C.
a
3
2
3
.
D.
a3 3
.
3
BẠN HỌC THAM KHẢO THÊM DẠNG CÂU KHÁC TẠI
/>Theo dõi Fanpage: Nguyễn Bảo Vương />Hoặc Facebook: Nguyễn Vương />Tham gia ngay: Nhóm Nguyễn Bào Vương (TÀI LIỆU TOÁN) />
Ấn sub kênh Youtube: Nguyễn Vương
/>Tải nhiều tài liệu hơn tại: />
Facebook Nguyễn Vương 5
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Chuyên đề 12
MỘT SỐ BÀI TOÁN KHÓ THỂ TÍCH KHỐI CHÓP - LĂNG TRỤ
TÀI LIỆU DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH GIỎI MỨC 9-10 ĐIỂM
Câu 1.
(Mã 101 2018) Cho khối lăng trụ ABC. ABC , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB bằng
2 , khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và
3 , hình chiếu
vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và AM
2 3
. Thể
3
tích của khối lăng trụ đã cho bằng
A. 2
B. 1
C.
3
D.
2 3
3
Lời giải
Chọn A
Cắt lăng trụ bởi một mặt phẳng qua A và vuông góc với AA ta được thiết diện là tam giác
AB1C1 có các cạnh AB1 1 ; AC1 3 ; B1C1 2 .
Suy ra tam giác AB1C1 vuông tại A và trung tuyến AH của tam giác đó bằng 1 .
Gọi giao điểm của AM và AH là T .
2 3
; AH 1 MH
3
AM
A 60 AA
Do đó MA
A
cos MA
1
H 30 .
. Suy ra MA
3
4
.
3
Thể tích khối lăng trụ ABC. ABC bằng thể tích khối lăng trụ AB1C1. AB2C2 và bằng
Ta có: AM
V AA.S AB1C1
Câu 2.
4
3
2.
3 2
(Mã 103 -2018) Cho khối lăng trụ ABC. A ' B ' C ' , khoảng cách từ C đến đường thẳng BB '
bằng 2, khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB ' và CC ' lần lượt bằng 1 và
3 , hình
Facebook Nguyễn Vương Trang 1
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ( A ' B ' C ') là trung điểm M của B ' C ' và A ' M 2 .
Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng
A.
2 3
3
B. 1
C.
D. 2
3
Lời giải
Chọn D
Gọi
A1 , A2
lần
lượt
là
hình
chiếu
A
của
trên
BB ' ,
CC ' .
Theo
đề
ra
AA1 1; AA2 3; A1 A2 2.
Do AA12 AA2 2 A1 A2 2 nên tam giác AA1 A2 vuông tại A .
Gọi H là trung điểm A1 A2 thì AH
A1 A2
1.
2
Lại có MH BB ' MH ( AA1 A2 ) MH AH suy ra MH AM 2 AH 2 3 .
nên cos(( ABC ), ( AA1 A2 )) cos( MH , AM ) cos HMA
Suy ra S ABC
S AA1 A2
cos(( ABC ), ( AA1 A2 ))
MH
3
.
AM
2
1. Thể tích lăng trụ là V AM S ABC 2 .
Nhận xét. Ý tưởng câu này là dùng diện tích hình chiếu S ' S cos .
Câu 3.
(Mã 102 2018) Cho khối lăng trụ ABC. A'B'C' , khoảng cách từ C đến BB ' là 5 , khoảng
cách từ A đến BB ' và CC ' lần lượt là 1; 2 . Hình chiếu vuông góc của A lên mặt
phẳng A ' B ' C ' là trung điểm M của B ' C ' , A ' M
15
. Thể tích của khối lăng trụ đã cho
3
bằng
A.
2 5
.
3
B.
5
C.
2 15
3
D.
Lời giải
Trang 2 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
15
3
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Chọn C
Kẻ AI BB ' , AK CC ' ( hình vẽ ).
Khoảng cách từ A đến BB ' và CC ' lần lượt là 1; 2 AI 1 , AK 2 .
Gọi F là trung điểm của BC . A ' M
Ta có
15
15
AF
3
3
AI BB '
BB ' AIK BB ' IK .
BB ' AK
Vì CC ' BB ' d (C, BB ') d ( K , BB ') IK 5 AIK vuông tại A .
Gọi E là trung điểm của IK EF BB ' EF AIK EF AE .
Lại có AM ABC . Do đó góc giữa hai mặt phẳng ABC và AIK là góc giữa EF và
5
30 .
AE 2 3 FAE
. Ta có cos FAE
AM bằng góc
AME FAE
2
AF
15
3
Hình chiếu vuông góc của tam giác ABC lên mặt phẳng
AIK
là AIK nên ta có:
3
2
1 S
S ABC .
S AIK S ABC cos EAF
ABC
2
3
15
AF
AM 3 AM 5 .
AMF
Xét AMF vuông tại A : tan
AM
3
3
Vậy VABC. A ' B 'C ' 5.
2
2 15
.
3
3
Facebook Nguyễn Vương 3
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
Câu 4.
(Mã 104 2018) Cho khối lăng trụ ABC . ABC . Khoảng cách từ C đến đường thẳng BB
5 , khoảng cách từ A đến các đường thẳng BB và CC lần lượt bằng 1 và 2 , hình
bằng
chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng ABC là trung điểm M của BC và AM 5 .
Thể tích của khối lăng trụ đã cho bằng
A.
5
B.
15
3
C.
2 5
3
D.
2 15
3
Lời giải
Chọn D
Gọi J , K lần lượt là hình chiếu vuông góc của A lên BB và CC , H là hình chiếu vuông
góc của C lên BB
Ta có AJ BB 1 .
2 .
BB AJK BB JK JK //CH
AK CC AK BB
Từ 1 và 2 suy ra
JK CH 5 .
Xét AJK có JK 2 AJ 2 AK 2 5 suy ra AJK vuông tại A .
5
.
2
Gọi N là trung điểm BC , xét tam giác vuông ANF ta có:
Gọi F là trung điểm JK khi đó ta có AF JF FK
5
AF
1
60 . ( AN AM 5 vì AN //AM và AN AM ).
cos NAF
2 NAF
AN
2
5
S
1
1
1
Vậy ta có SAJK AJ . AK .1.2 1 SAJK SABC .cos 60 SABC AJK 2 .
1
cos 60
2
2
2
15
Xét tam giác AMA vuông tại M ta có MAA
AMF 30 hay AM AM .tan 30
.
3
Vậy thể tích khối lăng trụ là V AM .S ABC
Câu 5.
15
2 15
.2
.
3
3
(Chuyên Hưng Yên - 2020) Cho hình lăng trụ tam giác ABC. ABC có đáy là tam giác vuông
120 . Gọi M là trung điểm cạnh BB
90 , BAA
tại A , AB 2 , AC 3 . Góc CAA
(tham khảo hình vẽ). Biết CM vuông góc với AB , tính thể tích khối lăng trụ đã cho.
Trang 4 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
3 1 33
A. V
8
.
B. V
3 1 33
1 33
.
8
C. V
4
.
D. V
1 33
.
4
Lời giải
Chọn C
Do AC AB , AC AA nên AC ABBA . Mà AB ABBA nên AC AB .
Có AB AC , AB CM nên AB AMC AB AM .
1
Đặt AA x x 0 . Ta có AB AB AA và AM AB BM AB AA .
2
1
1
1
Suy ra AB. AM AB AA AB AA AB 2 AA2 AB. AA
2
2
2
1
1
22 1 x 2 1 .2.x.cos120 1 x 2 1 x 4
AB 2 AA2 AB. AA.cos BAA
2
2
2
2
2
2
1 33
1
1
Do AB AM nên AB. AM 0 x 2 x 4 0 x
.
2
2
2
3 1 33
2. 1 33 .sin120
Lại có S ABB A AB. AA.sin BAA
(đvdt).
2
2
3 1 33 1 33
1
1
Do AC ABBA nên VC . ABBA . AC.S ABB A . 3.
(đvtt).
3
3
2
2
1
2
Mà VC . AB C VABC . AB C VC . ABB A VABC . AB C VC . AB C VABC . AB C .
3
3
3
3 1 33 3 1 33
Vậy VABC . AB C VC . ABB A .
(đvtt).
2
2
2
4
Facebook Nguyễn Vương 5
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
Câu 6.
(Chuyên KHTN - 2020) Cho khối lăng trụ đứng ABC . ABC có đáy ABC là tam giác vuông
cân tại C , AB 2a và góc tạo bởi hai mặt phẳng ABC và ABC bằng 60 . Gọi M , N lần
lượt là trung điểm của AC và BC . Mặt phẳng AMN chia khối lăng trụ thành hai phần. Thể
tích của phần nhỏ bằng
A.
7 3a 3
.
24
B.
6a 3
.
6
C.
7 6a 3
.
24
D.
3a3
.
3
Lời giải
Chọn A
Gọi I là trung điểm AB , suy ra AB CIC nên góc giữa C AB và
IC 60 .
CI , C I , suy ra C
AB
IC
tan 60 a 3 .
Tam giác C IC vuông tại C nên C C CI tan C
2
1
Diện tích tam giác ABC là S ABC AB CI a 2 .
2
Thể tích khối lăng trụ là V CC S ABC a 3 a 2 a 3 3 .
Trong ACC A , kéo dài AM cắt CC tại O .
Suy ra C M là đường trung bình của OAC , do đó OC 2CC 2a 3 .
1
1 1
1
Thể tích khối chóp VO. ACN S ACN OC S ABC 2CC V .
3
3 2
3
1
1 1
1
Thể tích khối chóp VO.C ME SC ME OC S ABC OC V .
3
3 8
24
1
1
7
7
7 3a3
Do đó VC EM .CAN VO. ACN VO.C ME V V V a3 3
.
3
24
24
24
24
Vậy phần thể tích nhỏ hơn là VC EM .CAN
7 3a3
.
24
Trang 6 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
ABC
là góc
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Câu 7.
(Chuyên Bắc Ninh - 2020) Cho hình chóp tam giác đều S . ABC có SA 2 . Gọi D , E lần
lượt là trung điểm của cạnh SA , SC . Thể tích khối chóp S. ABC biết BD AE .
A.
4 21
.
7
B.
4 21
.
3
C.
4 21
.
9
D.
4 21
.
27
Lời giải
Chọn D
Gọi O là tâm tam giác đều ABC . Do S . ABC là hình chóp đều nên ta có SO ABC .
1 1
Ta có AE SE SA SC SA ; BD SD SB SA SB .
2
2
ASC BSC
ASB .
Đật
1 1
BD AE BD. AE 0 SA SB SC SA 0
2
2
1
1 2 1
SASC SA SB.SC SA.SB 0
4
2
2
2
.
3
Áp dụng định lý hàm số côsin trong tam giác SAC , ta có:
cos 2 2 cos 4 cos 0 cos
AC 2 SA2 SC 2 2SA.SC.cos
Diện tích tam giác ABC là S ABC
8
2 6
AC
.
3
3
2 3
.
3
2 2 6 3 2 2
2 7
AO .
.
; SO SA2 AO 2
.
3 3 2
3
3
1
1 2 3 2 7 4 21
.
Thể tích khối chóp S.ABC là V SO.S ABC
.
3
3 3
3
27
Facebook Nguyễn Vương 7
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
Câu 8.
(Chuyên Thái Bình - 2020) Cho hình lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác vuông
BC nhọn. Mặt
tại A , cạnh BC 2a và
ABC 600 . Biết tứ giác BCCB là hình thoi có B
phẳng BCCB vuông góc với ABC và mặt phẳng ABBA tạo với ABC góc 450 . Thể
tích khối lăng trụ ABC. ABC bằng
A.
7a3
.
7
B.
3 7a3
.
7
6 7a3
.
7
C.
D.
7a3
.
21
Lời giải
Chọn B
B'
C'
A'
B
H
C
K
A
BCC B ABC
Có
. Do đó trong BCCB kẻ BH vuông góc với BC tại H
BCC B ABC BC
thì BH ABC hay BH là chiều cao của hình lăng trụ.
Trong ABC kẻ HK vuông góc với AB tại K . Khi đó AB BHK .
ABBA ABC AB
Ta có BHK AB
BHK ABBA BK , BHK ABC KH
Góc giữa ABBA và ABC chính là góc giữa B K và KH .
KH là góc nhọn. Do đó B
KH 45 .
BHK vuông tại H nên B
KH 45 BHK vuông cân tại H BH KH .
BHK vuông tại H có B
Xét hai tam giác vuông B BH và BKH , ta có
BH
tan B
BH KH
3
sin
ABC sin 60
.
BH
BH
2
BH
1
1
21
BH 1 cos 2 B
BH 1
sin B
1
.
2
3
BB
7
tan BBH 1
1
4
BH BB.
Ta có S ABC
21 2a 21
(vì BCCB là hình thoi có cạnh BC 2a ).
7
7
1
1
AB. AC BC .cos 600
2
2
Vậy VABC . ABC BH .S ABC
1
1
3 a2 3
.
BC.sin 600 .2a. .2a.
2
2
2
2
2a 21 a 2 3 3 7 a 3
.
.
7
2
7
Trang 8 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Câu 9.
(Chuyên Vĩnh Phúc - 2020) Cho khối lăng trụ đứng ABC. ABC có đáy là tam giác đều. Mặt
phẳng ABC tạo với đáy góc 300 và tam giác ABC có diện tích bằng 8 . Tính thể tích V
của khối lăng trụ đã cho.
A. 64 3 .
B. 2 3 .
C. 16 3 .
Lời giải
D. 8 3 .
Chọn D
Gọi I là trung điểm cạnh BC .
Vì ABC. ABC là lăng trụ đứng có đáy là tam giác đều nên ABC. ABC là khối lăng trụ đều.
Do đó ta có: AB AC . Suy ra tam giác ABC cân tại A AI BC .
Mặt khác: tam giác ABC đều AI BC .
Suy ra BC AIA .
Vậy góc giữa mặt phẳng ABC và mặt đáy bằng góc
AIA 300 .
Ta có: tam giác ABC là hình chiếu của tam giác ABC trên mặt đáy nên
S ABC S ABC .cos 8.cos 300 4 3 .
Đặt AB x S ABC
x2 3
4 3 x 4.
4
x 3
2 3 AA AI .tan
AIA 2 .
2
Suy ra: VABC . ABC AA.S ABC 2.4 3 8 3 .
Ta có: AI
Câu 10.
(Sở Phú Thọ - 2020) Cho khối lăng trụ ABC. A ' B ' C ' có đáy ABC là tam giác vuông tại
A, AB a , BC 2a . Hình chiếu vuông góc của đỉnh A’ lên mặt phẳng ABC là trung điểm
của cạnh H của cạnh AC . Góc giữa hai mặt phẳng BCB ' C ' và ABC bằng 600 . Thể tích
khối lăng trụ đã cho bằng:
Facebook Nguyễn Vương 9
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
A.
3 3a3
.
4
B.
3a 3
.
8
C.
3 3a3
.
8
D.
a3 3
.
16
Lời giải
Chọn C
Ta có BC a 3 . Từ H kẻ HI vuông góc với BC .
HI HC
AB.HC a 3
.
HI
AB BC
BC
4
Gọi K là trung điểm của A’C’ . từ K kẻ KM vuông góc với B’C’ .
Ta có HIC BAC nên
Tứ giác KMIH là hình bình hành nên KM IH
a 3
.
4
Gọi N là điểm trên B’C’ sao cho M là trung điểm của C’ N A ' N 2 KM
a 3
.
2
Do A ' H ABC nên A ' NIH ABC . Mà A ' N HI nên HIN là góc tù. Suy ra
HIN 1200 A ' NI 600 .
Gọi H ’ là hình chiếu của I lên A’ N suy ra H ’ là trung điểm của A’ N .
3a
.
A ' H IH ' NH '. tan 60 0
4
V A ' H .S ABC
Câu 11.
3a a 2 3 3 3a 3
.
.
4
2
8
(Sở Phú Thọ - 2020) Cho khối chóp S. ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, AB a , SA
vuông góc với mặt phẳng đáy và SA a . Góc giữa hai mặt phẳng SBC và SCD bằng ,
với cos
A.
a3 2
.
3
1
3
. Thể tích của khối chóp đã cho bằng
B. a3 2 .
C.
2 2a 3
.
3
D.
2a 3
.
3
Lời giải
Chọn A
Trang 10 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Đặt AD m , m 0 .
Chọn hệ trục tọa độ Oxyz như hình vẽ, gốc tọa độ trùng với A , tia Ox, Oy , Oz lần lượt trùng
với các tia AB, AD, AS .Khi đó tọa độ của các điểm là:
B a;0;0 ; D 0; m;0 ; C a; m;0 ; S 0;0; a
SB a;0; a ; BC 0; m; 0 SB, BC ma;0; ma
SD 0; m; a ; DC a; 0;0 SD, DC 0; a; ma
Véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng SBC là SB, BC ma; 0; ma , của mặt phẳng SCD là
SD, DC 0; a 2 ; ma .
Theo giả thiết: cos
1
3
m2 a 2
2
2
a a m .ma. 2
1
3
3m 2 2 a 2 m 2 m a 2.
1
1
a3 2
Thể tích khối chóp S. ABCD bằng V .SA.S ABCD .a.a.a 2
.
3
3
3
Câu 12.
(Sở Ninh Bình) Cho lăng trụ ABCD. ABC D có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB 6 ,
AD 3 , AC 3 và mặt phẳng
AAC C
vuông góc với mặt đáy. Biết hai mặt phẳng
AAC C , AABB
tạo với nhau góc có tan
ABCD. ABC D là
A. V 12 .
B. V 6 .
C. V 8 .
Lời giải
3
. Thể tích của khối lăng trụ
4
D. V 10 .
Chọn C
Facebook Nguyễn Vương 11
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
Gọi M là trung điểm của AA . Kẻ AH vuông góc với AC tại H , BK vuông góc với AC tại
K , KN vuông góc với AA tại N .
Do AAC C ABCD suy ra AH ABCD và BK AAC C BK AA
.
AA BKN AA NB suy ra
AAC C , AABB KNB
Ta có: ABCD là hình chữ nhật với AB 6 , AD 3 suy ra BD 3 AC
Suy ra ACA cân tại C . Suy ra CM AA KN // CM
AK AN NK
.
AC AM MC
Xét ABC vuông tại B có BK là đường cao suy ra BK
AB 2 AK . AC AK
BA.BC
2 và
AC
AB 2
2
AC
3 KB 3 KN 4 2 .
Xét NKB vuông tại K có tan tan KNB
KN 4
3
4
Xét ANK vuông tại N có KN
2
4 2
, AK 2 suy ra AN .
3
3
2
4 2
AM 1 AA 2
2
3 3
.
3 AM MC
CM 2 2
Ta lại có: AH . AC CM . AA AH
CM . AA 2 2.2 4 2
AC
3
3
Suy ra thể tích khối lăng trụ cần tìm là: V AH . AB. AD
Câu 13.
4 2
. 6. 3 8 .
3
(Đô Lương 4 - Nghệ An - 2020) Cho hình lăng trụ ABC. ABC có đáy ABC là tam giác
BC nhọn.
vuông tại A , cạnh BC 2a và
ABC 60 . Biết tứ giác BCC B là hình thoi có B
Biết BCCB vuông góc với ABC và ABBA tạo với ABC góc 45 . Thể tích của khối
lăng trụ ABC. ABC bằng
A.
a3
.
7
B.
3a3
.
7
C.
6a 3
.
7
D.
a3
.
3 7
Trang 12 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Lời giải
Chọn B
BC là góc nhọn nên H
Gọi H là chân đường cao hạ từ B của tam giác BBC . Do góc B
thuộc cạnh BC . BCCB vuông góc với
ABC
suy ra BH là đường cao của lăng trụ
ABC. ABC .
BCCB là hình thoi suy ra BB BC 2a . Tam giác ABC vuông tại A , cạnh BC 2a và
ABC 60 suy ra AB a , AC a 3 .
Gọi K là hình chiếu của H lên AB , do tam giác ABC là tam giác vuông tại A nên
BK BH
BH 2 BK .
HK //AC
BA BC
Khi đó mặt phẳng BHK vuông góc với AB nên góc giữa hai mặt phẳng
ABC là góc
ABBA
và
KH 45 BK h 2 , với BH h .
KH . Theo giả thiết, B
B
2
2
2
Xét tam giác vuông BBH có BH 2 BH 2 BB 2 hay h 4BK 4a 1 .
2
2
2
Xét tam giác vuông BBK : BK 2 BK 2 BB 2 hay 2h BK 4a 2 .
Từ 1 và 2 ta có h
2 3a
.
7
Vậy thể tích khối lăng trụ ABC. ABC bằng V S ABC .h
Câu 14.
1
3a3
AB.BC.h
.
2
7
(Chuyên Lê Quý Đôn – Điện Biên 2019) Cho lăng trụ ABC.A ' B ' C ' có đáy là tam giác đều
cạnh a, hình chiếu vuông góc của điểm A' lên mặt phẳng ABC trùng với trọng tâm tam giác
ABC . Biết khoảng cách giữa hai đường thẳng AA' và BC bằng
a 3
. Tính theo
4
a thể tích
khối lăng trụ đó.
a3 3
A.
.
12
a3 3
B.
.
6
a3 3
C.
.
3
a3 3
D.
.
24
Lời giải
Chọn A
Facebook Nguyễn Vương 13
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
+ Gọi M là trung điểm BC , H là trọng tâm tam giác ABC A ' H ABC .
+ AM BC
AH BC
BC AA' M .
+ Trong tam giác AA' M , kẻ M N A A ' tại N
A
MN BC tại M vì BC AA' M .
c
a 3
MN là đoạn vuông góc chung của AA' và BC MN
.
4
+ Tam giác AA' M có S AA ' M
b
a
B
1
1
A ' H . AM MN . A A '
2
2
M
C
A ' H . AM MN . AA ' A ' H . AM MN . A ' H 2 AH 2
A' H
MN . A ' H 2 AH 2
AM
2 a 3
a 3
A' H 2
4
3 2
a 3
2
2
2
a 3
A' H
3
.
2
2
2
a 3
a
4 A ' H A ' H
A ' H .
3
3
2
2
a a2 3 a3 3
.
3 4
12
Vậy thể tích khối lăng trụ VABC. A' B 'C ' A ' H .SABC .
Câu 15.
(Bỉm Sơn - Thanh Hóa - 2019) Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với mặt phẳng
ABC và tam giác
ABC cân tại A . Cạnh bên SB lần lượt tạo với mặt phẳng đáy, mặt phẳng
trung trực của BC các góc bằng 300 và 450 , khoảng cách từ S đến cạnh BC bằng a . Thể tích
khối chóp S. ABC bằng:
A. VS . ABC
a3
.
2
B. VS . ABC
a3
.
3
C. VS . ABC
a3
.
6
D. VS . ABC a3 .
Lời giải
Chọn C
Trang 14 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
+ Lấy M là trung điểm của BC , tam giác ABC cân tại A
AM BC .
SA BC
BC SAM tại trung điểm M SAM là mặt phẳng trung trực cạnh BC .
450 .
Góc giữa SB và mặt phẳng SAM = góc giữa SB và SM = BSM
300 .
Góc giữa SB và mặt phẳng ABC = góc giữa SB và AB = SBA
BC SAM BC SM khoảng cách từ S đến cạnh BC bằng SM a .
+ Tam giác vuông cân SBM có BM a , SB a 2 .
BC 2 BM 2a .
Tam giác vuông SAB có sin 30 0
SA
1 a 2
a 6
; AB
.
SA a 2.
SB
2
2
2
Tam giác vuông ABM có AM
a 6
a 2
2
.
AB BM
a
2
2
2
2
2
1
1 a 2 1
a 2 a3
. .2a.
.
Vậy thể tích khối chóp S. ABC là VS . ABC SA.SABC .
3
3 2 2
2
6
Câu 16.
(Chu
Văn
An
-
Hà
Nội
-
2019)
Cho
tứ
diện
ABCD
có
BC BD AC AD 1, ACD BCD và ABD ABC . Thể tích của tứ diện ABCD
bằng
A.
2 3
.
9
B.
3
.
27
C.
2 3
.
27
D.
2 2
.
27
Lời giải
Chọn B
Facebook Nguyễn Vương 15
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
Gọi H , K lần lượt là trung điểm cạnh CD , AB .
Đặt AH x, x 0
ACD và BCD lần lượt cân tại A và D nên AH và BH là hai đường cao tương ứng.
ACD BCD
ACD BCD CD AH BCD
ACD AH CD
Do đó AH BH 1
ACD BCD c.c.c do đó AH BH (2 đường cao tương ứng) (2)
Từ (1), (2) suy ra AHB vuông cân tại H .
AB AH 2 x 2 . (3)
Chứng minh tương tự ta được CKD vuông cân tại K .
CD 2.HD
CK
2. AD 2 AH 2 2. 1 x 2
2
2
Mặt khác, ACD cân tại A có CK là đường cao nên:
AB 2 AK 2 AC 2 CK 2 2 1 2 1 x 2 (4)
Từ (3), (4) ta có:
x 2 2 1 2 1 x 2
2 x 2 4 2 x 2 1
x2
2
6
x
3
3
x 0
CD 2.HD 2 1 AH 2
VABCD
2 3
3
1
1 6 1 6 2 3
3
.
AH .S BCD .
. .
.
3
3 3 2 3
3
27
Trang 16 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
Câu 17.
(Chuyên Đại học Vinh - 2019) Cho hình chóp tứ giác đều S . ABCD có SA a 11 , cosin góc
1
hợp bởi hai mặt phẳng ( SBC ) và ( SCD) bằng
. Thể tích của khối chóp S . ABCD bằng
10
A. 3a3 .
B. 9a3 .
C. 4a3 .
Lời giải
D. 12a3 .
Chọn C
Gọi H là tâm của hình vuông ABCD nên SH ( ABCD) . Đặt m HA , n SH . Do tam giác
SAH vuông tại H nên m2 n2 11a2
Xây dựng hệ trục tọa độ như sau: H (0;0;0) , B(m ;0;0) , D(m ;0;0) , C (0; m ;0) , S (0;0; n)
x y z
Khi đó phương trình mặt phẳng (SBC) là: 1 hay véctơ pháp tuyến của mặt phẳng
m m n
(SBC) là n1 (n; n; m) .
x
y z
1 hay véctơ pháp tuyến của mặt
Khi đó phương trình mặt phẳng (SCD) là:
m m n
phẳng (SBC) là n2 (n; n; m)
1
1
| n1 . n2 |
hay
Do cosin góc hợp bởi hai mặt phẳng ( SBC ) và ( SCD) bằng
nên
10
10 | n1 | . | n2 |
m2
1
mà n 2 11a 2 m 2
2
2
2n m
10
Vậy
m2
1
m2
1
m 2 2a 2 m a 2 SH 3a
2 n 2 m 2 10
22a 2 m 2 10
m HA a 2 nên AB 2a ,
Chiều cao của hình chóp là SH 3a .
Diện tích của hình vuông là S ABCD 4 a 2 .
1
1
Thể tích của khối chóp S . ABCD là: V S ABCD .SH .4a 2 .3a 4a3 .
3
3
Câu 18.
(THPT Lương Thế Vinh Hà Nội 2019) Cho hình chóp S . ABC có đáy ABC là tam giác đều
cạnh 1 , biết khoảng cách từ A đến SBC là
6
15
, từ B đến SCA là
, từ C đến SAB
4
10
Facebook Nguyễn Vương 17
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
30
và hình chiếu vuông góc của S xuống đáy nằm trong tam giác ABC . Tính thể tích
20
khối chóp VS . ABC .
là
A.
1
36
B.
1
48
C.
1
12
D.
1
24
Lời giải
Chọn B
Gọi M , N , P lần lượt là hình chiếu của H lên các cạnh AC , BC , AB .
1
3 h 3
Đặt SH h VS . ABC .h.
.
3
4
12
Ta có AP
2 S SAB
6VS . ABC
h 3 30
2 S SAB
:
h 10
AB
2
20
d C; SAB
Tương tự, tính được HM 2h, HN h
PH SP 2 SH 2 3h
Ta có S ABC S HAB S HAC S HBC
Vậy VS . ABC
Câu 19.
3
3
1
HP HM HN 3h h
4
12
2
3 3 1
.
.
12 12 48
(Cụm Liên Trường Hải Phòng 2019) Cho hình chóp S . ABC có đáy là tam giác đều cạnh a .
SCB
900 . Gọi M là trung điểm của SA . Khoảng cách từ A đến mặt phẳng MBC
SAB
bằng
6a
. Tính thể tích V của khối chóp S . ABC .
7
A. V
5 3a 3
12
B. V
5 3a 3
6
C. V
4 3a 3
3
D. V
Lời giải
Chọn B
Trang 18 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />
7 3a 3
12
TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021
SCB
900 S , A, B, C cùng thuộc mặt cầu đường kính SB .
Vì SAB
Gọi D là trung điểm BC , I là trung điểm SB và O là tâm đường tròn ngoại tiếp ABC , ta
có OI ABC .
Gọi H là điểm đối xứng với B qua O SH ABC (vì OI là đường trung bình SHB ).
Gọi BM AI J , ta có J trọng tâm SAB .
Trong AID , kẻ JN / / IO . Khi đó, vì BC JND nên JND MBC .
Kẻ NE JD , ta có NE MBC . Do đó d N ; MBC NE .
d A, MBC
AD
AD
AD
AD
9
.
2
4
d N , MBC ND AD AN AD AO AD AD 5
3
9
5
10a
Suy ra, d N , MBC d A, MBC
.
9
21
1
1
1
10 a
3
Xét JND có
nên NJ
OI NJ 5a SH 10a .
2
2
2
NE
ND
NJ
3
2
Ta có
1
1
a 2 3 5 3a 3
Vậy VSABC SH .S ABC .10a.
.
3
3
4
6
Câu 20.
(Chuyên Vĩnh Phúc 2019) Cho hình chóp S. ABC có các cạnh SA BC 3 ; SB AC 4 ;
SC AB 2 5 . Tính thể tích khối chóp S . ABC .
A.
390
12
B.
390
4
C.
390
6
D.
390
8
Lời giải.
Facebook Nguyễn Vương 19
NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489
+ Dựng hình chóp S . A ' B ' C ' sao cho A là trung điểm B ' C ' , B là trung điểm A ' C ' , C là
trung điểm A ' B ' .
+ Khi đó SB AC BA ' BC ' 4 nên SA ' C ' vuông tại S và
2
SA '2 SC '2 2.SB 64
(1) .
SA '2 SB '2 80 (2)
+ Tương tự SB ' C ' , SA ' B ' vuông tại S và 2
.
2
SB ' SC ' 36 (3)
+ Từ 1 ; 2 ; 3 ta suy ra SC ' 10 ; SB ' 26 ; SA ' 54 .
1
390
1
1
+ Ta tính được VS . A ' B 'C ' SC '. .SA '.SB ' 390 và VS . ABC VS . A ' B 'C '
(đvtt).
4
4
3
2
60 ,
ASB CSB
Câu 21. Cho hình chóp S . ABC có
ASC 90 , SA SB a , SC 3a . Tính thể tích
của khối chóp S . ABC .
A.
a3 2
.
4
B.
a3 6
.
18
C.
a3 2
.
12
D.
a3 6
.
6
Lời giải
Chọn A
Cách 1:
1
Gọi M là điểm nằm trên SC sao cho SM SC a .
3
Ta có:
Tam giác SAM vuông tại S AM SA2 SM 2 a 2 .
Tam giác SBM là tam giác đều có độ dài cạnh SM SB BM a .
Tam giác SAB là tam giác đều có độ dài cạnh SA SB AB a .
Vậy AB 2 BM 2 AM 2 Tam giác ABM là tam giác vuông tại B .
Trang 20 Fanpage Nguyễn Bảo Vương />