Bài tập hình lăng trụ đứng
-
358 lượt thi
-
32 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’. Điểm E chia DB theo tỉ số 1 : 3, điểm F chia B’A theo tỉ số 1 : 3
1. Chứng minh rằng A’B’CD là hình chữ nhật. Tính diện tích hình chữ nhật đó nếu cạnh hình lập phương bằng a.
2. Gọi M là điểm chia DA theo tỉ số 1 : 3. Chứng minh rằng mặt phẳng (EMF) song song với mặt phẳng (A’B’CD)
3. Chứng minh rằng EF song song với mặt phẳng (A’B’CD)
4. Chứng minh EF song song với mặt phẳng (A’B’CD) mà không sử dụng kết quả của câu b.
Chứng minh rằng A’B’CD là hình chữ nhật. Tính diện tích hình chữ nhật đó nếu cạnh hình lập phương bằng a.
Xét tứ giác A’B’CD ta có:
A’B’ // CD (vì cùng song song với AB)
A’B’ = CD (vì cùng bằng AB)
Suy ra MF // mp(A’B’CD)
Mặt phẳng (MEF) chứa hai đường thẳng cắt nhau cùng song song với mp(A’B’CD) nên mp(MEF) // mp(A’B’CD)
3. Chứng minh rằng EF song song với mặt phẳng (A’B’CD)
Vì mp(MEF) // mp(A’B’CD) nên EF // mp(A’B’CD)
4. Chứng minh EF song song với mặt phẳng (A’B’CD) mà không sử dụng kết quả của câu 2.
Câu 3:
Hãy điền dấu chấm vào mặt để trống của viên súc sắc hình lập phương ở hình a sao cho viên súc sắc thỏa mãn hình b (chú ý rằng ở viên súc sắc, tổng hai số ở hai mặt đối nhau bao giờ cũng bằng 7).
Quan sát hình b ta thấy, khi nhìn thẳng vào mặt chứa số 2 sao cho mặt chứa số 6 ở trên thì mặt chứa số 3 sẽ ở bên trái. Áp dụng nhận xét này vào hình a thì mặt đối diện với mặt để trống là mặt có số 3. Do đó mặt để trống phải chứa số 4.
Câu 4:
Tính diện tích toàn phần của một hình hộp chữ nhật có chiều dài 4 cm, chiều rộng 3 cm, đường chéo của hình hộp bằng 13 cm.
Gọi hình hộp chữ nhật đó là ABCD.A’B’C’D’
Theo đề bài ta có A’B’ = 4 cm, B’C’ = 3 cm, AC’ = 13 cm.
Câu 6:
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’. Gọi M là trung điểm của CC’
1. Xác định giao tuyến của các mặt phẳng (ABB’A’) và (B’C’M)
2. Xác định giao điểm của đường thẳng DM và mặt phẳng (A’B’C’D’)
3. Xác định giao điểm của đường thẳng B’M và mặt phẳng (ABCD)
1.Xác định giao tuyến của các mặt phẳng (ABB’A’) và (B’C’M)
Mặt phẳng (B’C’M) cũng là mặt phẳng (BCC’B’)
Giao tuyến cần tìm là BB’.
2.Xác định giao điểm của đường thẳng MD và mặt phẳng (A’B’C’D’)
Trong mp(CDD’C’), gọi I là giao điểm của DM và D’C’
Vậy I là giao điểm cần tìm
3.Xác định giao điểm của đường thẳng B’M và mặt phẳng (ABCD)
Trong mp (BCC’B’), gọi K là giao điểm của BC và B’M
Vậy K là giao điểm cần tìm.
Câu 7:
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’. Gọi M, I theo thứ tự là trung điểm của AA’, CC’. Chứng minh rằng các mặt phẳng (ADI) và (B’C’M) song song với nhau.
Ta có
AD // B’C’ (vì cùng song song với BC) nên AD // mp(B’C’M)
AMC’I là hình bình hành nên AI // MC’, do đó AI // mp(B’C’M)
Vậy mp(ADI) // mp(MB’C’)
Câu 8:
Cho hình hộp chữ nhật ABCD. A’B’C’D’. Gọi H, I, K theo thứ tự là trung điểm của AB, AA’, C’D’. Chứng minh rằng mặt phẳng (HIK) song song với mặt phẳng (ACD’)
Ta có:
HI // BA’ // CD’ nên HI // mp(ACD’)
KH // AD’ nên HK // mp(ACD’)
Vậy mp(HIK) // mp(ACD’).
Câu 10:
Một con nhện đang ở vị trí E trong một gian phòng hình lập phương. E nằm trên AB và . Con nhện muốn bò qua cả sáu mặt của gian phòng rồi trở về E. Tìm đường đi ngắn nhất của con nhện.
Trải sáu mặt của hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ như trên hình a. E thuộc cạnh AB của mặt ABB’A’ và , E’ thuộc cạnh AB của mặt ABCD. Để đi theo đường ngắn nhất từ E đến E’ trên mặt khai triển, con nhện phải đi theo đoạn thẳng EE’. Đường đi của con nhện trong phòng là đường EFGHIKE trên hình b.
Câu 11:
Trong các hình hộp chữ nhật có các kích thước là số nguyên a, b, c mà a+b+c=9, hình nào có thể tích lớn nhất?
Xét tất cả các hình hộp chữ nhật có các kích thước nguyên và tổng bằng 9
Ta thấy hình hộp chữ nhật có các kích thước 3, 3, 3 (hình lập phương) có thể tích lớn nhất.
Câu 14:
Một cái hòm hình chữ nhật có chiều dài 36 cm, chiều rộng 15 cm, chiều cao 16 cm. Số hình lập phương cạnh 3 cm nhiều nhất chứ trong hòm đó là bao nhiêu?
Ta thấy
Số hình lập phương cạnh 3 cm nhiều nhất chứa trong hòm là 12.5.5 = 300 (hình)
Câu 15:
Một hình hộp chữ nhật được ghép bởi 42 hình lập phương cạnh 1 cm. Biết chu vi đáy của hình hộp chữ nhật là 18 cm. Tính các cạnh của hình hộp chữ nhật.
Gọi chiều dài là a, chiều rộng là b, chiều cao là c.
Ta có a + b = 9 và abc = 42 nên a, b là ước của 42 và nhỏ hơn 9
Các ước của 42 mà nhỏ hơn 9 là 1, 2, 3, 6, 7.
Nếu các cạnh đáy là 6 và 3 thì không là số tự nhiên.
Nếu các cạnh đáy là 7 và 2 thì .
Vậy các cạnh của hình hộp chữ nhật là 7 cm, 2 cm và 3 cm.
Câu 16:
Một hình lập phương lớn cạnh 4 được ghép lại từ 64 hình lập phương nhỏ cạnh 1. Người ta sơn tất cả sáu mặt của hình lập phương lớn. tính số hình lập phương nhỏ cạnh 1 mà
a) Có đúng một mặt được sơn.
b) Có đúng hai mặt được sơn.
c) Có đúng ba mặt được sơn.
d) Không có mặt nào được sơn.
a) Có đúng một mặt được sơn ở mỗi mặt, có 4 hình lập phương nhỏ được sơn một mặt (các hình được gạch sọc). Ở sáu mặt có 4 . 6 = 24 (hình)
b) Có đúng hai mặt được sơn ở mỗi cạnh, có 2 hình lập phương được sơn hai mặt (các hình được chấm bi). Ở 12 cạnh có 2. 12 = 24 (hình)
c) Có đúng ba mặt được sơn ở mỗi đỉnh, có một hình lập phương được sơn ba mặt. Ở 8 đỉnh có 8 hình
d) Không có mặt nào được sơn. Các hình lập phương nhỏ không có mặt nào được sơn là các hình lập phương nhỏ (ở bên trong”, chúng tạo thành một hình lập phương có cạnh 2, gồm 2 . 2. 2 = 8 (hình)
Câu 17:
Cho hình lập phương. Có bao nhiêu đoạn thẳng mà hai mút của nó là hai đỉnh của hình lập phương?
Hình lập phương có 8 đỉnh.
Số đoạn thẳng có hai mút là hai điểm trong 8 đỉnh đó là
Câu 18:
Người ta ghi vào các đỉnh của một hình lập phương các số 0 hoặc 1 như hình bên. Cứ mỗi bước, ta cộng thêm 1 đơn vị vào mỗi số thuộc cùng một cạnh của hình lập phương. Sau một số bước, có thể xảy ra tám số bằng nhau ở tám đỉnh của hình lập phương được không?
Lúc đầu, tổng tám số ở các đỉnh của hình lập phương là 5. Sau mỗi bước, tổng tăng thêm 2 đơn vị nên tổng các số ở tám đỉnh luôn luôn là số lẻ, không thể chia hết cho 8. Do đó, không thể xảy ra tám số bằng nhau.
Câu 19:
Người ta viết vào sáu mặt của một hình lập phương sáu số có tổng bằng 21. Sau đó ở mỗi đỉnh của hình lập phương, ta ghi một số bằng tổng các số ở các mặt chứa đỉnh đó. Tính tổng các số ở các đỉnh.
Gọi sáu số ghi trên các mặt của hình lập phương là a, b, c, d, e, g ta có:
a+b+c+d+e+g = 21
Gọi x là tổng phải tìm.
Do hình lập phương có 8 đỉnh, mỗi đỉnh là tổng của ba số (trong sáu số trên) nên x là tổng của 24 số.
Các số a, b, c, d, e ,g có số lần xuất hiện như nhau trong tổng x nên mỗi số có mặt 24: 6 = 4 (lần)
Vậy x = 4(a+b+c+d+e+g) = 4.21 = 84
Câu 20:
Mỗi hình lập phương cạnh 5 được ghép bởi 125 hình lập phương nhỏ cạnh 1. Tính số hình lập phương nhỏ giáp với
1. 6 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
2. 5 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
3. 4 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
4. 3 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
1.
6 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
Các hình lập phương nhỏ giáp với 6 mặt của các hình lập phương nhỏ khác là các hình lập phương nhỏ “ở bên trong”, chúng tạo thành một hình lập phương có cạnh 3, gồm 3.3.3 = 27 (hình)
2.
5 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
Ở mỗi mặt, có 9 hình lập phương nhỏ giáp với 5 mặt của các hình lập phương nhỏ khác (các hình được gạch sọc). Ở sáu mặt có 9.6 = 54 (hình)
3.
4 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
Ở mỗi cạnh, có 3 hình lập phương nhỏ giáp với 4 mặt của các hình lập phương nhỏ khác (các hình được chấm bi). Ở 12 cạnh có 3.12 = 36 (hình)
4.
3 mặt của các hình lập phương nhỏ khác
Ở mỗi đỉnh, có một hình lập phương nhỏ giáp với 3 mặt của các hình lập phương nhỏ khác. Ở 8 đỉnh có 8 (hình)
Câu 21:
Có 125 hình lập phương đơn vị ghép lại thành một hình lập phương lớn cạnh 5. Người ta sơn sáu mặt của hình lập phương lớn. Tính số hình lập phương đơn vị có ít nhất một mặt được sơn.
Nếu ta lấy ra các hình lập phương đơn vị được sơn thì còn lại hình lập phương cạnh 3 chứa 3.3.3 = 27 hình lập phương đơn vị không được sơn.
Số hình lập phương đơn vị có ít nhất một mặt được sơn là 125 – 27 = 98 (hình)
Câu 22:
Để sơn một hình lập phương sao cho hai mặt kề nhau có màu khác nhau, số màu ít nhất cần dùng là bao nhiêu?
Ba mặt chung đỉnh phải sơn bởi ba màu khác nhau. Vậy số màu không thể ít hơn 3. Số màu là 3 khi ba mặt còn lại sơn cùng màu với mặt đối diện với nó.
Vậy số màu ít nhất cần dùng là 3.
Câu 23:
Một hình lập phương cạnh 10 được tạo thành bởi 1000 hình lập phương đơn vị. ta có thể nhìn thấy nhiều nhất bao nhiêu hình lập phương đơn vị?
Giả sử ta bỏ đi các hình lập phương đơn vị được nhìn thấy, nghĩa là bỏ các hình lập phương đơn vị ở lớp ngoài cùng. Ta còn lại một hình lập phương cạnh 9, gồm 9.9.9 = 729 hình lập phương đơn vị. các hình lập phương đơn vị này đều không thể nhìn thấy.
Vậy số hình lập phương đơn vị nhiều nhất có thể được nhìn thấy là
1000 – 729 = 271 (hình)
Câu 24:
Một hình lập phương cạnh 5 gồm 125 hình lập phương đơn vị. Người ta khoan thủng hình lập phương lớn theo ba đường khoan từ mỗi mặt đến mặt đối diện, mũi khoan lọt vào hình lập phương đơn vị chính giữa. Có bao nhiêu hình lập phương đơn vị bị xuyên thủng?
Trong lần khoan thứ nhất có 5 hình lập phương đơn vị bị xuyên. Trong lần khoan thứ hai có thêm 4 hình lập phương bị xuyên. Trong lần khoan thứ ba có thêm 4 hình lập phương đơn vị bị xuyên.
Vậy có tất cả 13 hình lập phương đơn vị bị xuyên.
Câu 25:
Một khối gỗ hình lập phương có cạnh 3 dm. Ở chính giữa mỗi mặt của hình lập phương, người ta đục một lỗ vuông có cạnh 1 dm thông sang mặt đối diện, tam của lỗ vuông là tâm của mặt hình lập phương, các cạnh của lỗ vuông song song với cạnh của hình lập phương. Sau khi đã đục ba lỗ thông, diện tích toàn phần của khối còn lại bằng bao nhiêu?
Tổng cộng phải đục bảy khối lập phương đơn vị (cạnh 1 dm), gồm sáu khối ở sáu mặt và một khối ở chính giữa bên trong (em hình b)
Diện tích toàn phần của khối gỗ lúc đầu là
Sau khi đục một khối lập phương đơn vị ở mỗi mặt, mặt ngoài của khối gỗ giảm đi , nhưng bên trong tăng thêm . Do đó sau khi đục sáu khối ở sáu mặt thì diện tích của khối gỗ là
Khi đục nốt khối lập phương đơn vị ở chính giữa, dieenjt ích khối gỗ giảm đi (là diện tích toàn phần của khối lập phương đơn vị ấy)
Vậy diện tích toàn phần của khối gỗ còn lại là
Câu 26:
Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’. Gọi E, F theo thứ tự là trung điểm AB, AD. Người ta cắt hình lập phương theo mặt phẳng chứa EF và song song với mặt chéo (BDD’B’) thì hình lập phương đó chia thành hai hình lăng trụ. Tính số mặt, số đỉnh, số cạnh của mỗi hình lăng trụ.
Hình lăng trụ nhỏ có 5 mặt, 6 đỉnh, 9 cạnh
Hình lăng trụ lớn có 7 mặt, 10 đỉnh, 15 cạnh
Câu 27:
Tính số mặt, số cạnh, số đỉnh của một hình lăng trụ đứng có đáy là một đa giác 100 cạnh; n cạnh
Với đa giác đáy có 100 cạnh, hình lăng trụ có 102 mặt, 200 đỉnh, 300 cạnh. Với đa giác đáy có n cạnh, hình lăng trụ có n + 2 mặt, 2n đỉnh, 3n cạnh
Câu 28:
Trong các số sau 36, 25, 18, 17, 11, 6, 4 số nào không thể là số đỉnh của một hình lăng trụ đứng?
Gọi n là số cạnh của đa giác đáy. Số đỉnh của hình lăng trụ là 2n nên không thể là 25, 17, 11, 4.
Câu 29:
Trong các số sau 12, 20, 9, 15, 32, 6 số nào không thể là số cạnh của một hình lăng trụ đứng?
Gọi n là số cạnh của đa giác đáy. Số cạnh của hình lăng trụ là 3n nên không thể là 20, 32, 6.
Câu 32:
Một hình hộp chữ nhật có chiều rộng 10 dm, chiều cao 8 dm, trong thùng đựng một phần nước. Khi nghiêng thùng cho nước trong thùng vừa vặn phủ kín mặt bên thì nước còn phủ đầy của thùng. Tính chiêu cao của mực nước khi thùng đặt nằm ngang.
Gọi a là chiều dài của đáy chậu và x là chiều cao của mực nước phải tìm (đơn vị dm). Khi thùng nước đặt nằm ngang thì khối nước là một hình hộp chữ nhật có thể tích
Khi thùng nước đặt nghiêng thì khối nước là một hình lăng trụ đứng, có chiều cao 10 dm, đáy là một tam giác vuông có cạnh góc vuông là 8 dm và , thể tích bằng
Từ 10ax = 30a, ta tính được x = 3 dm.