Bài viết lách này Vted tổ hợp và reviews lại một vài công thức tính thời gian nhanh thể tích của khối tứ diện cho tới một vài tình huống quan trọng hoặc gặp
Đồng thời trình diễn công thức tổng quát lác tính thể tích cho tới khối tứ diện bất kì lúc biết chừng lâu năm toàn bộ 6 cạnh của tứ diện. Việc ghi ghi nhớ những công thức này canh ty những em xử lý thời gian nhanh một vài dạng bài xích khó khăn về thể tích khối tứ diện vô đề đua trung học phổ thông Quốc Gia 2019 - Môn Toán.
Bài viết lách này trích lược một vài công thức thời gian nhanh hoặc sử dụng cho tới khối tứ diện. Các công thức thời gian nhanh không giống tương quan cho tới thể tích khối tứ diện và thể tích khối lăng trụ độc giả xem thêm khoá COMBO X vì thế Vted phát triển bên trên phía trên https:///khoa-hoc/nhom/combo-4-khoa-luyen-thi-thpt-quoc-gia-2023-mon-toan-danh-cho-teen-2k5-18
>>Xem thêm Thể tích khối chóp cụt và ứng dụng
>>Xem đề đua Thể tích tứ diện và những tình huống quánh biệt
>>Xem thêm thắt bài xích giảng và đề đua áp dụng cao Thể tích nhiều diện
>>Xem thêm thắt Tóm tắt lý thuyết và Nón - trụ - Cầu
Công thức tổng quát: Khối tứ diện $ABCD$ với $BC=a,CA=b,AB=c,AD=d,BD=e,CD=f$ tớ với công thức tính thể tích của tứ diện theo dõi sáu cạnh như sau: \[V=\dfrac{1}{12}\sqrt{M+N+P-Q},\] vô cơ \[\begin{align} và M={{a}^{2}}{{d}^{2}}({{b}^{2}}+{{e}^{2}}+{{c}^{2}}+{{f}^{2}}-{{a}^{2}}-{{d}^{2}}) \\ và N={{b}^{2}}{{e}^{2}}({{a}^{2}}+{{d}^{2}}+{{c}^{2}}+{{f}^{2}}-{{b}^{2}}-{{e}^{2}}) \\ và P={{c}^{2}}{{f}^{2}}({{a}^{2}}+{{d}^{2}}+{{b}^{2}}+{{e}^{2}}-{{c}^{2}}-{{f}^{2}}) \\ và Q={{(abc)}^{2}}+{{(aef)}^{2}}+{{(bdf)}^{2}}+{{(cde)}^{2}} \\ \end{align}\]
Công thức 1: Khối tứ diện đều
Khối tứ diện đều cạnh $a,$ tớ với $V=\dfrac{{{a}^{3}}\sqrt{2}}{12}.$
Ví dụ 1: Cho tứ diện đều phải có độ cao vì chưng \[h\]. Thể tích của khối tứ diện đang được cho tới là
A. \[V=\dfrac{\sqrt{3}{{h}^{3}}}{4}\].
B. \[V=\dfrac{\sqrt{3}{{h}^{3}}}{8}\].
C. \[V=\dfrac{\sqrt{3}{{h}^{3}}}{3}\].
D. \[V=\dfrac{2\sqrt{3}{{h}^{3}}}{3}\].
Giải. Thể tích tứ diện đều cạnh $a$ là $V=\frac{\sqrt{2}{{a}^{3}}}{12}.$
Chiều cao tứ diện đều là $h=\frac{3V}{S}=\frac{3\left( \frac{\sqrt{2}{{a}^{3}}}{12} \right)}{\frac{\sqrt{3}{{a}^{2}}}{4}}=\sqrt{\frac{2}{3}}a\Rightarrow a=\sqrt{\frac{3}{2}}h.$
Vì vậy $V=\frac{\sqrt{2}}{12}{{\left( \sqrt{\frac{3}{2}}h \right)}^{3}}=\frac{\sqrt{3}{{h}^{3}}}{8}.$ Chọn đáp án B.
Công thức 2: Khối tứ diện vuông (các góc bên trên một đỉnh của tứ diện là góc vuông)
Với tứ diện $ABCD$ với $AB,AC,AD$ song một vuông góc và $AB=a,AC=b,AD=c,$ tớ với $V=\dfrac{1}{6}abc.$
Công thức 3: Khối tứ diện sát đều (các cặp cạnh đối ứng vì chưng nhau)
Với tứ diện $ABCD$ với $AB=CD=a,BC=AD=b,AC=BD=c$ tớ với \[V=\dfrac{\sqrt{2}}{12}.\sqrt{({{a}^{2}}+{{b}^{2}}-{{c}^{2}})({{b}^{2}}+{{c}^{2}}-{{a}^{2}})({{a}^{2}}+{{c}^{2}}-{{b}^{2}})}.\]
Ví dụ 1: Chokhối tứ diện $ABCD$có $AB=CD=8,AD=BC=5$ và $AC=BD=7.$ Thể tích khối tứ diện đang được cho tới bằng
A. $\frac{\sqrt{30}}{3}.$ |
B. $\frac{20\sqrt{11}}{3}.$ |
C. $\sqrt{30}.$ |
D. $20\sqrt{11}.$ |
Giải. Ta với ${{V}_{ABCD}}=\frac{\sqrt{2}}{12}\sqrt{({{8}^{2}}+{{5}^{2}}-{{7}^{2}})({{5}^{2}}+{{7}^{2}}-{{8}^{2}})({{7}^{2}}+{{8}^{2}}-{{5}^{2}})}=\frac{20\sqrt{11}}{3}.$ Chọn đáp án B.
Ví dụ 2: Cho tứ diện $ABCD$ với $AB=CD=8,AD=BC=5$ và $AC=BD=7.$ Gọi $M$ là trung điểm cạnh $AB.$Khoảng cơ hội kể từ điểm $A$ cho tới mặt mày phẳng lì $(CMD)$bằng
A. $\frac{\sqrt{31}}{2}.$ |
B. $\frac{\sqrt{55}}{2}.$ |
C. $\frac{\sqrt{21}}{2}.$ |
D. $\frac{\sqrt{33}}{2}.$ |
Giải. Ta với ${{V}_{AMCD}}=\frac{AM}{AB}{{V}_{ABCD}}=\frac{1}{2}{{V}_{ABCD}}=\frac{\sqrt{2}}{24}\sqrt{({{8}^{2}}+{{5}^{2}}-{{7}^{2}})({{5}^{2}}+{{7}^{2}}-{{8}^{2}})({{7}^{2}}+{{8}^{2}}-{{5}^{2}})}=\frac{10\sqrt{11}}{3}.$
Tam giác $MCD$ với $CD=8$ và theo dõi công thức đàng trung tuyến tớ có:
$MC=\sqrt{\frac{2(C{{A}^{2}}+C{{B}^{2}})-A{{B}^{2}}}{4}}=\sqrt{\frac{2({{7}^{2}}+{{5}^{2}})-{{8}^{2}}}{4}}=\sqrt{21}.$
và $MD=\sqrt{\frac{2(D{{A}^{2}}+D{{B}^{2}})-A{{B}^{2}}}{4}}=\sqrt{\frac{2({{5}^{2}}+{{7}^{2}})-{{8}^{2}}}{4}}=\sqrt{21}.$
Vậy ${{S}_{MCD}}=4\sqrt{5}.$ Do cơ $d(A,(MCD))=\frac{3{{V}_{AMCD}}}{{{S}_{MCD}}}=\frac{10\sqrt{11}}{4\sqrt{5}}=\frac{\sqrt{55}}{2}.$ Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Khối tứ diện $ABCD$ với $AB=CD=5a,AC=BD=6a,AD=BC=7a$ hoàn toàn có thể tích bằng
A. $\sqrt{95}{{a}^{3}}.$
B. $8\sqrt{95}{{a}^{3}}.$
C. $2\sqrt{95}{{a}^{3}}.$
D. $4\sqrt{95}{{a}^{3}}.$
Giải. Áp dụng công thức tính thể tích khối tứ diện sát đều có
${{V}_{ABCD}}=\dfrac{\sqrt{2}}{12}\sqrt{\left( {{5}^{2}}+{{6}^{2}}-{{7}^{2}} \right)\left( {{6}^{2}}+{{7}^{2}}-{{5}^{2}} \right)\left( {{7}^{2}}+{{5}^{2}}-{{6}^{2}} \right)}{{a}^{3}}=2\sqrt{95}{{a}^{3}}.$
Chọn đáp án C.
Xem thêm thắt bên trên đây: https://www./tin-tuc/cong-thuc-tong-quat-tinh-the-tich-cua-mot-khoi-tu-dien-bat-ki-va-cac-truong-hop-dac-biet-4345.html
Công thức 4: Khối tứ diện với khoảng cách và góc thân thích cặp cạnh đối lập của tứ diện
Tứ diện $ABCD$ với $AD=a,BC=b,d(AD,BC)=d,(AD,BC)=\alpha ,$ tớ với $V=\dfrac{1}{6}abd\sin \alpha .$
Ví dụ 1.Cho khối tứ diện $ABCD$ với $AB=AC=BD=CD=1.$ Khi thể tích khối tứ diện $ABCD$ đạt độ quý hiếm lớn số 1 thì khoảng cách thân thích hai tuyến phố trực tiếp $AD$ và $BC$ bằng
A. $\frac{2}{\sqrt{3}}.$ |
B. $\frac{1}{\sqrt{3}}.$ |
C. $\frac{1}{\sqrt{2}}.$ |
D. $\frac{1}{3}.$ |
>>Lời giải chi tiết:
Ví dụ 2: Cho nhì mặt mày cầu $({{S}_{1}}),({{S}_{2}})$ với nằm trong tâm $I$ và nửa đường kính theo thứ tự ${{R}_{1}}=2,{{R}_{2}}=\sqrt{10}.$ Xét tứ diện $ABCD$ với nhì đỉnh $A,B$ phía trên $({{S}_{1}});$ nhì đỉnh $C,D$ phía trên $({{S}_{2}}).$ Thể tích khối tứ diện $ABCD$ có mức giá trị lớn số 1 bằng
A. $3\sqrt{2}.$
B. $2\sqrt{3}.$
C. $6\sqrt{3}.$
D. $6\sqrt{2}.$
Giải. Gọi $a,b$ theo thứ tự là khoảng cách kể từ tâm $I$ cho tới hai tuyến phố trực tiếp $AB,CD.$
Ta với $AB=2\sqrt{R_{1}^{2}-{{a}^{2}}}=2\sqrt{4-{{a}^{2}}};CD=2\sqrt{R_{2}^{2}-{{b}^{2}}}=2\sqrt{10-{{b}^{2}}}$ và $d(AB,CD)\le d(I,AB)+d(I,CD)=a+b$ và $\sin (AB,CD)\le 1.$
Do cơ vận dụng công thức tính thể tích tứ diện theo dõi khoảng cách chéo cánh nhau của cặp cạnh đối lập có:
$\begin{gathered} {V_{ABCD}} = \frac{1}{6}AB.CD.d(AB,CD).\sin (AB,CD) \leqslant \frac{2}{3}(a + b)\sqrt {4 - {a^2}} \sqrt {10 - {b^2}} \\ = \frac{2}{3}\left( {a\sqrt {4 - {a^2}} \sqrt {10 - {b^2}} + b\sqrt {10 - {b^2}} \sqrt {4 - {a^2}} } \right) = \frac{2}{3}\left( {\sqrt {4{a^2} - {a^4}} \sqrt {10 - {b^2}} + \sqrt {\frac{{10{b^2} - {b^4}}}{2}} \sqrt {8 - 2{a^2}} } \right) \\ \leqslant \frac{2}{3}\sqrt {\left( {4{a^2} - {a^4} + 8 - 2{a^2}} \right)\left( {10 - {b^2} + \frac{{10{b^2} - {b^4}}}{2}} \right)} = \frac{2}{3}\sqrt {\left( { - {{({a^2} - 1)}^2} + 9} \right)\left( { - \frac{1}{2}{{({b^2} - 4)}^2} + 18} \right)} \leqslant \frac{2}{3}\sqrt {9.18} = 6\sqrt 2 . \\ \end{gathered} $
Dấu vì chưng đạt bên trên $(a;b)=(1;2).$ Chọn đáp án D.
Ví dụ 3: Cho một hình trụ với tiết diện qua loa trục là một trong những hình vuông vắn cạnh vì chưng $a.$ lõi rằng $AB$ và $CD$ là nhì 2 lần bán kính ứng của nhì lòng và góc thân thích hai tuyến phố trực tiếp $AB$ và $CD$ vì chưng $30{}^\circ .$ Tính thể tích khối tứ diện $ABCD.$
|
A. $\frac{{{a}^{3}}}{12}.$ |
B. $\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{6}.$ |
C. $\frac{{{a}^{3}}}{6}.$ |
D. $\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{12}.$ |
Có $h=2r=a;{{V}_{ABCD}}=\frac{1}{6}AB.CD.d(AB,CD).\sin (AB,CD)=\frac{1}{3}.2r.2r.h.\sin {{30}^{0}}=\frac{{{a}^{3}}}{6}.$ Chọn đáp án C.
Ví dụ 4: Một người thợ thuyền với cùng một khối đá hình trụ. Kẻ nhì 2 lần bán kính $MN,\text{ }PQ$ theo thứ tự bên trên nhì lòng sao cho tới $MN\bot PQ.$ Người thợ thuyền cơ rời khối đá theo dõi những mặt phẳng cắt trải qua $3$ vô $4$ điểm $M,\text{ }N,\text{ }P,\text{ }Q$ nhằm nhận được khối đá với hình tứ diện $MNPQ.$ lõi rằng thể tích khối tứ diện $MNPQ$ vì chưng $64\text{ }d{{m}^{3}}.$ Tính thể tích của lượng đá bị rời quăng quật (làm tròn trĩnh thành phẩm cho tới $1$ chữ số thập phân).
|
A. $86,8\text{ }d{{m}^{3}}.$ |
B. $237,6\text{ }d{{m}^{3}}.$ |
C. $338,6\text{ }d{{m}^{3}}.$ |
D. $109,6\text{ }d{{m}^{3}}.$ |
Giải. Áp dụng công thức tính thể tích tứ diện theo dõi khoảng cách và góc thân thích cặp cạnh đối tớ có
${{V}_{MNPQ}}=\dfrac{1}{6}MN.PQ.d\left( MN,PQ \right).\sin \left( MN,PQ \right)=\dfrac{1}{6}.2r.2r.h.\sin {{90}^{0}}=\dfrac{2}{3}{{r}^{2}}h=\dfrac{2}{3\pi }V{{T}_{T}}$
Thể tích lượng đá bị rời quăng quật là ${{V}_{T}}-{{V}_{MNPQ}}=\left( \dfrac{3\pi }{2}-1 \right){{V}_{MNPQ}}\approx 237,6\text{ d}{{\text{m}}^{\text{3}}}.$ Chọn đáp án B.
Công thức 5: Khối tứ diện biết diện tích S nhì mặt mày kề nhau
Ví dụ 1: Cho khối chóp $S.ABC$ với lòng $ABC$ là tam giác vuông cân nặng bên trên $A,AB=a,\widehat{SBA}=\widehat{SCA}=90{}^\circ ,$ góc thân thích nhì mặt mày phẳng lì $(SAB)$ và $(SAC)$ vì chưng $60{}^\circ .$ Thể tích của khối chóp đang được cho tới bằng
A. ${{a}^{3}}.$
B. $\frac{{{a}^{3}}}{3}.$
C. $\frac{{{a}^{3}}}{2}.$
D. $\frac{{{a}^{3}}}{6}.$
Lời giải cụ thể. Gọi $H=\mathbf{h/c(S,(ABC))}$ tớ với $\left\{ \begin{gathered} AB \bot SB \hfill \\ AB \bot SH \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow AB \bot (SBH) \Rightarrow AB \bot BH;\left\{ \begin{gathered} AC \bot SC \hfill \\ AC \bot SH \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow AC \bot (SCH) \Rightarrow AC \bot CH.$ Kết phù hợp với $ABC$ là tam giác vuông cân nặng bên trên $A,AB=a$ suy đi ra $ABHC$ là hình vuông vắn.
Đặt $h=SH\Rightarrow {{V}_{S.ABC}}=\frac{1}{3}{{S}_{ABC}}.SH=\frac{{{a}^{2}}h}{6}(1).$
Mặt không giống ${{V}_{S.ABC}}=\frac{2{{S}_{SAB}}.{{S}_{SAC}}.\sin \left( (SAB),(SAC) \right)}{3SA}=\frac{2\left( \frac{a\sqrt{{{a}^{2}}+{{h}^{2}}}}{2} \right)\left( \frac{a\sqrt{{{a}^{2}}+{{h}^{2}}}}{2} \right)\frac{\sqrt{3}}{2}}{3\sqrt{2{{a}^{2}}+{{h}^{2}}}}(2).$
Từ (1) và (2) suy đi ra $h=a\Rightarrow V=\frac{{{a}^{3}}}{6}.$ Chọn đáp án D.
Ví dụ 2: Cho tứ diện $ABCD$ với $\widehat{ABC}=\widehat{BCD}=\widehat{CDA}={{90}^{0}},BC=a,CD=2a,\cos \left( (ABC),(ACD) \right)=\dfrac{\sqrt{130}}{65}.$ Thể tích khối tứ diện $ABCD$ bằng
A. $\frac{{{a}^{3}}}{3}.$
B. ${{a}^{3}}.$
C. $\frac{2{{a}^{3}}}{3}.$
D. $3{{a}^{3}}.$
Lời giải cụ thể. Gọi $H=\mathbf{h/c(A,(BCD))}.$ Đặt $AH=h\Rightarrow {{V}_{ABCD}}=\frac{1}{3}{{S}_{BCD}}.AH=\frac{1}{3}.\frac{1}{2}CB.CD.AH=\frac{{{a}^{2}}h}{3}(1).$
Ta với $\left\{ \begin{gathered} CB \bot BA \hfill \\ CB \bot AH \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow CB \bot (ABH) \Rightarrow CB \bot HB.$ Tương tự động $\left\{ \begin{gathered} CD \bot DA \hfill \\ CD \bot AH \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow CD \bot (ADH) \Rightarrow CD \bot HD.$
Kết phù hợp với $\widehat{BCD}={{90}^{0}}\Rightarrow HBCD$ là hình chữ nhật.
Suy đi ra $AB=\sqrt{A{{H}^{2}}+H{{B}^{2}}}=\sqrt{{{h}^{2}}+4{{a}^{2}}},AD=\sqrt{A{{H}^{2}}+H{{D}^{2}}}=\sqrt{{{h}^{2}}+{{a}^{2}}};AC=\sqrt{A{{B}^{2}}+B{{C}^{2}}}=\sqrt{{{h}^{2}}+5{{a}^{2}}}.$
Suy đi ra ${{S}_{ABC}}=\frac{1}{2}AB.BC=\frac{a\sqrt{{{h}^{2}}+4{{a}^{2}}}}{2};{{S}_{ACD}}=\frac{1}{2}AD.DC=a\sqrt{{{h}^{2}}+{{a}^{2}}}.$
Suy đi ra ${{V}_{ABCD}}=\frac{2{{S}_{ABC}}.{{S}_{ACD}}.\sin \left( (ABC),(ACD) \right)}{3AC}=\frac{{{a}^{2}}\sqrt{{{h}^{2}}+4{{a}^{2}}}\sqrt{{{h}^{2}}+{{a}^{2}}}}{3\sqrt{{{h}^{2}}+5{{a}^{2}}}}\sqrt{1-{{\left( \frac{\sqrt{130}}{65} \right)}^{2}}}(2).$
Kết thích hợp (1), (2) suy ra: $h=3a\Rightarrow {{V}_{ABCD}}={{a}^{3}}.$ Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Cho hình chóp $S.ABCD$ với lòng là hình thoi cạnh $a,\widehat{ABC}={{120}^{0}}.$ Cạnh mặt mày $SA$ vuông góc với lòng và góc thân thích nhì mặt mày phẳng lì $(SBC),(SCD)$ vì chưng ${{60}^{0}},$ Khi cơ $SA$ bằng
|
A. $\dfrac{\sqrt{6}a}{4}.$ |
B. $\sqrt{6}a.$ |
C. $\dfrac{\sqrt{6}a}{2}.$ |
D. $\dfrac{\sqrt{3}a}{2}.$ |
Có $SA=x>0\Rightarrow {{V}_{S.BCD}}=\dfrac{1}{3}{{S}_{BCD}}.SA=\dfrac{\sqrt{3}x}{12}(1),\left( a=1 \right).$
Mặt không giống ${{V}_{S.BCD}}=\dfrac{2{{S}_{SBC}}.{{S}_{SCD}}.\sin \left( (SBC),(SCD) \right)}{3SC}=\dfrac{2{{\left( \dfrac{\sqrt{4{{x}^{2}}+3}}{4} \right)}^{2}}\dfrac{\sqrt{3}}{2}}{3\sqrt{{{x}^{2}}+3}}(2).$
Trong cơ $BC=1,SB=\sqrt{{{x}^{2}}+1},SC=\sqrt{{{x}^{2}}+3}\Rightarrow {{S}_{SBC}}=\dfrac{\sqrt{4{{x}^{2}}+3}}{4};\Delta SBC=\Delta SDC(c-c-c)\Rightarrow {{S}_{SCD}}=\dfrac{\sqrt{4{{x}^{2}}+3}}{4}.$
Từ (1) và (2) suy đi ra \[x=\dfrac{\sqrt{6}}{4}.\] Chọn đáp án A.
Ví dụ 4: Cho tứ diện $ABCD$ với $ABC$ và $ABD$ là tam giác đều cạnh vì chưng $a.$ Thể tích khối tứ diện $ABCD$ có mức giá trị lớn số 1 bằng
|
A. $\dfrac{{{a}^{3}}}{8}.$ |
B. $\dfrac{{{a}^{3}}\sqrt{2}}{12}.$ |
C. $\dfrac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{8}.$ |
D. $\dfrac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{12}.$ |
Có ${{V}_{ABCD}}=\dfrac{2{{S}_{ABC}}{{S}_{ABD}}\sin \left( (ABC),(ABD) \right)}{3AB}=\dfrac{2\left( \dfrac{\sqrt{3}{{a}^{2}}}{4} \right)\left( \dfrac{\sqrt{3}{{a}^{2}}}{4} \right)}{3a}\sin \left( (ABC),(ABD) \right)\le \dfrac{2\left( \dfrac{\sqrt{3}{{a}^{2}}}{4} \right)\left( \frac{\sqrt{3}{{a}^{2}}}{4} \right)}{3a}=\dfrac{{{a}^{3}}}{8}.$
Dấu vì chưng đạt bên trên $(ABC)\bot (ABD).$ Chọn đáp án A.
Ví dụ 5: Cho lăng trụ $ABC.{A}'{B}'{C}'$ với diện tích S tam giác ${A}'BC$ vì chưng $4,$ khoảng cách kể từ $A$ cho tới $BC$ vì chưng $3,$ góc thân thích nhì mặt mày phẳng lì $\left( {A}'BC \right)$ và $\left( {A}'{B}'{C}' \right)$ vì chưng $30{}^\circ .$ Thể tích khối lăng trụ $ABC.{A}'{B}'{C}'$ bằng
A. $3\sqrt{3}.$ B. $6.$ C. $2.$ D. $12.$
Giải. Áp dụng công thức tính thể tích tứ diện cho tới tình huống biết góc và diện tích S của nhì mặt
${{V}_{ABC.{A}'{B}'{C}'}}=3{{V}_{{A}'.ABC}}=3\left( \dfrac{2{{S}_{{A}'BC}}.{{S}_{ABC}}.\sin \left( \left( {A}'BC \right),\left( ABC \right) \right)}{3BC} \right)$
$=\dfrac{{{S}_{{A}'BC}}.d\left( A,BC \right).BC.\sin \left( \left( {A}'BC \right),\left( ABC \right) \right)}{BC}={{S}_{{A}'BC}}.d\left( A,BC \right).\sin \left( \left( {A}'BC \right),\left( ABC \right) \right)=4.3.\dfrac{1}{2}=6.$ Chọn đáp án B.
Công thức 6:Mở rộng lớn cho tới khối chóp với diện tích S mặt mày mặt và mặt mày đáy
Khối chóp $S.{{A}_{1}}{{A}_{2}}...{{A}_{n}}$ với $V=\dfrac{2{{S}_{S{{A}_{1}}{{A}_{2}}}}.{{S}_{{{A}_{1}}{{A}_{2}}...{{A}_{n}}}}.\sin \left( (S{{A}_{1}}{{A}_{2}}),({{A}_{1}}{{A}_{2}}...{{A}_{n}}) \right)}{3{{A}_{1}}{{A}_{2}}}.$
Công thức 7: Khối tứ diện lúc biết những góc bên trên và một đỉnh
Khối chóp $S.ABC$ với $SA=a,SB=b,SC=c,\widehat{BSC}=\alpha ,\widehat{CSA}=\beta ,\widehat{ASA}=\gamma .$
Khi cơ $V=\dfrac{abc}{6}\sqrt{1+2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma -{{\cos }^{2}}\alpha -{{\cos }^{2}}\beta -{{\cos }^{2}}\gamma }.$
Ví dụ 1: Cho hình chóp $S.ABC$ với $SA=a,SB=2a,SC=4a$ và $\widehat{ASB}=\widehat{BSC}=\widehat{CSA}={{60}^{0}}.$ Tính thể tích khối chóp $S.ABC$ theo dõi $a.$
A. $\dfrac{8{{a}^{3}}\sqrt{2}}{3}.$
B. $\dfrac{2{{a}^{3}}\sqrt{2}}{3}.$
C. $\dfrac{{{a}^{3}}\sqrt{2}}{3}.$
D. $\dfrac{4{{a}^{3}}\sqrt{2}}{3}.$
Giải. Áp dụng công thức tính thể tích tứ diện theo dõi những góc bên trên một đỉnh tớ có
${{V}_{S.ABC}}=\dfrac{1}{6}SA.SB.SC\sqrt{1+2\cos \widehat{ASB}\cos \widehat{BSC}\cos \widehat{CSA}-{{\cos }^{2}}\widehat{ASB}-{{\cos }^{2}}\widehat{BSC}-{{\cos }^{2}}\widehat{CSA}}$
$=\dfrac{1}{6}a.2a.4a\sqrt{1+2\left( \dfrac{1}{2} \right)\left( \dfrac{1}{2} \right)\left( \dfrac{1}{2} \right)-{{\left( \dfrac{1}{2} \right)}^{2}}-{{\left( \dfrac{1}{2} \right)}^{2}}-{{\left( \dfrac{1}{2} \right)}^{2}}}=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}{{a}^{3}}.$
Chọn đáp án B.
https:///tin-tuc/cong-thuc-tong-quat-tinh-the-tich-cua-mot-khoi-tu-dien-bat-ki-va-cac-truong-hop-dac-biet-4345.html
Cách 2:
Ví dụ 2: Cho khối lăng trụ \[ABC.{A}'{B}'{C}'\] với $\widehat{A{A}'B}=\widehat{B{A}'C}=\widehat{C{A}'A}={{60}^{0}}$ và $A{A}'=3a,B{A}'=4a,C{A}'=5a.$ Thể tích khối lăng trụ đang được cho tới bằng
|
A. $10\sqrt{2}{{a}^{3}}.$ |
B. $15\sqrt{2}{{a}^{3}}.$ |
C. $5\sqrt{2}{{a}^{3}}.$ |
D. $30\sqrt{2}{{a}^{3}}.$ |
Giải. Ta với ${{V}_{ABC.{A}'{B}'{C}'}}=3{{V}_{{A}'.ABC}}$ và vận dụng công thức tính thể tích khối tứ diện theo dõi những góc bên trên một đỉnh tớ được
$=3.\dfrac{1}{6}{A}'A.{A}'B.{A}'C\sqrt{1+2\cos \widehat{A{A}'B}\cos \widehat{B{A}'C}\cos \widehat{C{A}'A}-{{\cos }^{2}}\widehat{A{A}'B}-{{\cos }^{2}}\widehat{B{A}'C}-{{\cos }^{2}}\widehat{C{A}'A}}$
$=\dfrac{1}{2}.3a.4a.5a\sqrt{1+2{{\left( \dfrac{1}{2} \right)}^{3}}-3{{\left( \dfrac{1}{2} \right)}^{2}}}=15\sqrt{2}{{a}^{3}}.$ Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Khối tứ diện $ABCD$ với $AB=5,CD=\sqrt{10},AC=2\sqrt{2},BD=3\sqrt{3},AD=\sqrt{22},BC=\sqrt{13}$ hoàn toàn có thể tích bằng
A. $20.$
B. $5.$
C. $15.$
D. $10.$
Giải. Tứ diện này còn có chừng lâu năm toàn bộ những cạnh tớ tính những góc bên trên một đỉnh rồi vận dụng công thức thể tích khối tứ diện dựa vào 3 góc khởi đầu từ nằm trong 1 đỉnh:
Có $\left\{ \begin{gathered}\hfill \cos \widehat{BAD}=\dfrac{A{{B}^{2}}+A{{D}^{2}}-B{{D}^{2}}}{2AB.AD}=\sqrt{\dfrac{2}{11}} \\ \hfill \cos \widehat{DAC}=\dfrac{A{{D}^{2}}+A{{C}^{2}}-C{{D}^{2}}}{2AD.AC}=\dfrac{5}{2\sqrt{11}} \\ \hfill \cos \widehat{CAB}=\dfrac{A{{C}^{2}}+A{{B}^{2}}-B{{C}^{2}}}{2AC.AB}=\dfrac{1}{\sqrt{2}} \\ \end{gathered} \right..$
Vì vậy ${{V}_{ABCD}}=\dfrac{1}{6}.5.2\sqrt{2}.\sqrt{22}\sqrt{1+2\sqrt{\dfrac{2}{11}}\dfrac{5}{2\sqrt{11}}\dfrac{1}{\sqrt{2}}-{{\left( \sqrt{\dfrac{2}{11}} \right)}^{2}}-{{\left( \dfrac{5}{2\sqrt{11}} \right)}^{2}}-{{\left( \dfrac{1}{\sqrt{2}} \right)}^{2}}}=5.$
Chọn đáp án B.
>>Xem thêm Tổng thích hợp toàn bộ những công thức tính thời gian nhanh nửa đường kính mặt mày cầu nước ngoài tiếp khối nhiều diện