Bài 39: Hình chóp tứ giác đều

Trang 117

Mở đầu

117

Kim tự tháp Kheops ở Ai Cập được xây dựng vào khoảng 2 500 năm trước Công nguyên là một trong những công trình cổ nhất và duy nhất còn tồn tại trong số bảy kì quan thế giới cổ đại. Kim tự tháp này có dạng hình chóp tứ giác đều cao 147 m, cạnh đáy dài 230 m (H.10.17). Kim tự tháp Kheops có thể tích bằng bao nhiêu?

Mở đầu trang 117 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

Sau bài học này, ta sẽ giải quyết bài toán trên như sau:
Vì kim tự tháp Kheops có dạng hình chóp tứ giác đều nên thể tích của nó là:
\(V=\frac{1}{3} S h=\frac{1}{3} \cdot 230^2 \cdot 147=2592100\left(\mathrm{~m}^3\right)\)

Hoạt động 1

117

Hình chóp S.ABCD trong Hình 10.18 có đáy ABCD là hình vuông, các mặt bên là những tam giác cân bằng nhau, có chung đỉnh. Ta gọi S.ABCD là hình chóp tứ giác đều.

Gọi tên đỉnh, các cạnh bên của hình chóp.

HĐ1 trang 117 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

– Đỉnh: S.

– Các cạnh bên: SD, SC, SA, SB.

Hoạt động 2

117

Gọi tên đường cao, một trung đoạn của hình chóp trong Hình 10.18.

Đáp ánarrow-down-icon

Đường cao: SO.

Một trung đoạn: SH.

Hoạt động 3

117

Gọi tên các mặt bên và mặt đáy của hình chóp trong Hình 10.18.

Đáp ánarrow-down-icon

Các mặt bên: SCD, SAB, SBC, SAD.

Mặt đáy: ABCD.

Luyện tập 1

119

Bác Khôi làm một chiếc hộp gỗ có dạng hình chóp tứ giác đều với độ dài cạnh đáy của hình chóp là 2 m, trung đoạn của hình chóp là 3 m. Bác Khôi muốn sơn bốn mặt xung quanh của hộp gỗ. Cứ mỗi mét vuông sơn cần trả 30 000 đồng (tiền sơn và tiền công). Hỏi bác Khôi phải trả chi phí là bao nhiêu?

Đáp ánarrow-down-icon

Nửa chu vi đáy của chiếc hộp gỗ là: (4 . 2) : 2 = 4 (m).
Diện tích xung quanh của chiếc hộp gỗ hình chóp là: \(S_{x q}=p \cdot d=3 \cdot 4=12\left(\mathrm{~m}^2\right)\).
Chi phí bác Khôi phải trả là: 30000 . 12 = 360000 (đồng).

Luyện tập 2

119

Một chiếc lều có dạng hình chóp tứ giác đều, cạnh đáy bằng 2 m, chiều cao bằng 2 m (H.10.23).

a) Thể tích không khí trong lều là bao nhiêu?

b) Biết lều phủ vải bốn phía và cả mặt tiếp đất. Tính diện tích vải bạt cần dùng (coi mép nối không đáng kể), biết rằng người ta đo được chiều cao của mỗi mặt bên xuất phát từ đỉnh của chiếc lều là 2,24 m.

Luyện tập 2 trang 119 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

a) Diện tích mặt đáy của lều là: \(S_đ=2 \cdot 2=4\left(\mathrm{~m}^2\right)\).

Ta có \(\mathrm{h}=\mathrm{SO}=2 \mathrm{~m}\).
Thể tích không khí trong lều chính bằng thể tích của hình chóp \(S . A B C D\) và là: \(V=\frac{1}{3} S_{\text {d }} \mathrm{h}=\frac{1}{3} \cdot 4 \cdot 2=\frac{8}{3}\left(\mathrm{~m}^3\right)\).
b) Nửa chu vi mặt đáy của lều là: \(p=(2,4): 2=4(m)\).

Trung đoạn \(\mathrm{d}=\mathrm{SH}=2,24 \mathrm{~m}\).
Diện tích xung quanh của lều là \(\mathrm{S}_{\mathrm{xq}}=\mathrm{p} . \mathrm{d}=4.2,24=8,96\left(\mathrm{~m}^2\right)\).
Diện tích vải bạt cần dùng là: \(S=S_{x q}+S_đ=8,96+4=12,96\left(\mathrm{~m}^2\right)\).

Vận dụng

119

Em hãy giải bài toán mở đầu.

bài toán mở đầu: Kim tự tháp Kheops ở Ai Cập được xây dựng vào khoảng 2 500 năm trước Công nguyên là một trong những công trình cổ nhất và duy nhất còn tồn tại trong số bảy kì quan thế giới cổ đại. Kim tự tháp này có dạng hình chóp tứ giác đều cao 147 m, cạnh đáy dài 230 m (H.10.17). Kim tự tháp Kheops có thể tích bằng bao nhiêu?

Đáp ánarrow-down-icon

Vi kim tự tháp Kheops có dạng hình chóp tứ giác đều nên thể tích của nó là:
\(V=\frac{1}{3} S h=\frac{1}{3} \cdot 230^2 \cdot 147=2592100\left(\mathrm{~m}^3\right) \text {. }\)

Câu hỏi 10.5

120

Hãy cho biết đỉnh, cạnh bên, mặt bên, mặt đáy, đường cao và một trung đoạn của hình chóp tứ giác đều S.EFGH trong Hình 10.24.

Bài 10.5 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

– Đỉnh: S.

– Các cạnh bên: SE, SF, SG, SH.

– Các mặt bên: SEF, SFG, SGH, SEH.

– Mặt đáy: EFGH.

– Đường cao: SI.

– Một trung đoạn: SK.

Câu hỏi 10.6

120

Trong các miếng bìa ở Hình 10.25, hình nào gấp lại cho ta một hình chóp tứ giác đều?

Bài 10.6 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

Hình b) gấp lại thành một hình chóp tứ giác đều.

Hình a) không thỏa mãn do chỉ có 3 mặt bên, hình c) không thỏa mãn do khi gấp lại ta thấy có 2 mặt bên trùng nhau nên không tạo thành 4 mặt bên.

Câu hỏi 10.7

120

Từ tờ giấy cắt ra một hình vuông rồi thực hiện thao tác như Hình 10.26 để có thể ghép được các mặt bên của hình chóp tứ giác đều

Bài 10.7 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

Học sinh tự thực hiện theo hướng dẫn ở đề bài.

Câu hỏi 10.8

120

Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài cạnh đáy bằng 10 cm, trung đoạn bằng 13 cm (H.10.27).

a) Tính diện tích xung quanh của hình chóp.

b) Tính diện tích toàn phần của hình chóp.

Bài 10.8 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

a) Nửa chu vi mặt đáy \(A B C D\) của hình chóp là: \(p=(10\). 4) : 2 = \(20(\mathrm{~cm})\).

Diện tích xung quanh của hình chóp S.ABCD là
\(\mathrm{S}_{\mathrm{xq}}=\mathrm{p} \cdot \mathrm{d}=20 \cdot 13=260\left(\mathrm{~cm}^2\right) \text {. }\)
b) Diện tích mặt đáy \(A B C D\) là: \(S_đ=10 \cdot 10=100\left(\mathrm{~cm}^2\right)\).

Diện tích toàn phần của hình chóp S.ABCD là:
\(S_{t p}=S_{x q}+S_d=260+100=360\left(\mathrm{~cm}^2\right) .\)

Câu hỏi 10.9

120

Bánh ít trong Hình 10.28 có dạng hình chóp tứ giác đều với độ dài cạnh đáy bằng 3 cm, chiều cao bằng 3 cm. Tính thể tích một chiếc bánh ít.

Bài 10.9 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

Diện tích đáy là: \(3 \cdot 3=9\left(\mathrm{~cm}^2\right)\).
Thể tích một chiếc bánh ít là: \(V=\frac{1}{3} S \cdot h=\frac{1}{3} \cdot 9 \cdot 3=9\left(\mathrm{~cm}^3\right)\).

Câu hỏi 10.10

120

Một khối bê tông có dạng như Hình 10.29. Phần dưới của khối bê tông có dạng hình hộp chữ nhật, đáy là hình vuông có cạnh 40 cm, chiều cao 25 cm. Phần trên của khối bê tông có dạng hình chóp tứ giác đều, chiều cao 100 cm. Tính thể tích của khối bê tông đó.

Bài 10.10 trang 120 Toán 8 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán

Đáp ánarrow-down-icon

Thể tích của hình hộp chữ nhật là: \(V_{\text {hhon }}=40.40 .25=40000\left(\mathrm{~cm}^3\right)\).
Diện tích đáy của hình chóp tứ giác đều là: \(\mathrm{S}=40.40=1600\left(\mathrm{~cm}^2\right)\).
Thể tích của khối chóp tứ giác đều là:
\(V_{h c}=\frac{1}{3} S \cdot h=\frac{1}{3} \cdot 1600 \cdot 100=\frac{160000}{3}\left(\mathrm{~cm}^3\right) .\)

Thể tích của khối bê tông là:
\(V=V_{\text {hhcn }}+V_{h c}=40000+\frac{160000}{3}=\frac{280000}{3} \approx 93333,3\left(\mathrm{~cm}^3\right)\)