Chương 4. HÌNH LĂNG TR ĐNG- HÌNH CHÓP ĐU

Ch đ 1: HÌNH HP CH NHT

A. Tóm tt lí thuyết

1) Hình hp ch nht

·        Hình hp ch nht có 6 mt, 8 đnh và 12 cnh.

·        Hai mt ca hình hp ch nht không có cnh chung gi là hai mt đi din và có th xem chúng là hai đáy ca hình hp ch nht, khi đó các mt còn li được xem là các mt bên.

·        Hình lp phương là hình hp ch nht có 6 mt là hình vuông.

Hình hp ch nht: ABCD.A’B’C’D’

2) Mt phng và đường thng

·        Cho hình hp ch nht ABCD.A’B’C’D’. Ta có th xem:

-         Các đnh:A, B, C, D, A’,... như là các đim.

-         Các cnh AD, DC, CC’,… như là các đon thng.

-         Mi mt, chng hn mt ABCD, là mt phn ca mt phng (ta hình dung mt  phng trái rng v mi phía).

·        Đường thng qua hai đim A, B ca mt phng (ABCD) thì nm trn trong mt phng đó (tc là mi đim ca nó đu thuc mt phng).

3) Hai đường thng song song trong không gian

·        Trong không gian hai đường thng a và b gi là song song vi nhau nếu chúng nm trong cùng mt mt phng và không có đim chung.

·        Vi hai đường thng phân bit trong không gian, chúng có th:

- Ct nhau

- Song song

- Không cùng nm trong mt mt phng nào

·        Hai đường thng phân bit, cùng song song vi mt đường thng th ba thì song song vi nhau.

4) Đường thng song song vi mt phng. Hai mt phng song song

·        Khi AB không nm trong mt phng (A’B’C’D’) mà AB song song vi mt đường thng ca mt phng này, chng hn AB//A’B’, thì ta nói AB song song vi mt phng (A’B’C’D’) và kí hiu là AB//mp(A’B’C’D’).

·        Xét hai mt phng (ABCD) và (A’B’C’D’). Mt phng (ABCD) cha hai đường thng ct nhau AB, AD và mt phng (A’B’C’D’) cha hai đường thng ct nhau A’B’, A’D’, hơn na AB song song vi A’B’ và AD song song vi A’D’, khi đó ta nói mt phng (ABCD) song song vi mt phng (A’B’C’D’) và kí hiu mp(ABCD)//mp(A’B’C’D’)

5) Đường thng vuông góc vi mt phng. Hai mt phng vuông góc

·        Khi đường thng A’A vuông góc vi hai đường thng căt nhau AD và AB ca mt phng (ABCD) ta nói A’A vuông góc vi mt phng (ABCD) ti A và kí hiu là

·        Nhn xét: Nếu mt đường thng vuông góc vi mt mt phng ti đim A thì nó vuông góc vi mi đường thng đi qua A và nm trong mt phng đó.

·        Khi mt trong hai mt phng cha mt đường thng vuông góc vi mt phng còn li thì ta nói hai mt phng đó vuông góc vi nhau.

6) Din tích xung quanh  -  Th tích ca hình hp ch nht

·        Din tích xung quanh ca hình hp ch nht bng tng din tích các mt bên.

Ta có công thc  (p là na chu vi đáy, h là chiu cao).

·        Din tích toàn phn ca hình hình hp ch bng tng din tích xung quanh và din tích hai đáy

                                        

·        Nếu các kích thước ca hình hp ch nht là a, b, c (cùng đơn v đ dài) thì th tích ca hình hp ch nht đó là V=abc.

·        Th tích hình lp phương cnh a là V = .

B. Phương pháp gii toán

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 1: Cho hình lập phương ABCD.EFGH
a) Hãy kể tên các cạnh song song với mặt phẳng (EFGH)
b) Kể tên các mặt phẳng song song với nhau

 

Hướng dẫn giải

 a) * BC// FG mà FG nm trong mt phng (EFGH)

Vy BC//mp (EFGH)

* CD//GH mà GH nm trong mt phng (EFGH).

Vy GH//mp(EFGH)

* DA//HE mà HE nm trong mt phng (EFGH).

Vy DA//mp(EFGH)

b) * mp(BCGF) // mp(ADHE) vì BF, BC ct nhau nm trong mp(BCGF); AE, AD ct nhau nm trong mp(ADHE) và BF//AE, BC//AD

* mp(ABCD) // mp(EFGH) vì AB, BC ct nhau nm trong mp(ABCD); EF, FG ct nhau nm trong mp(EFGH) và AB//EF, BC//FG

* mp(ABFE) // mp(DCGH) vì AB, AE ct nhau nm trong mp(EBFE); DC, DH ct nhau nm trong mp(DCGH) và AB//DC, AE//DH

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 2. Cho hình hộp chữ nhật ABCD.MNPQ
a) Đường thẳng AD vuông góc với những mặt phẳng nào?
b) Hai mặt phẳng (AMQD) và (DQPC) có vuông góc với nhau không?

 Hướng dẫn giải

a)*  AD vuông góc vi hai đường thng ct nhau AM và AB ca mt phng (AMNB) nên

* AD vuông góc vi hai đường thng ct nhau DC và DQ ca mt phng (QDPC) nên

b)  và AD nm trong mt phng (AMQD)

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 3: Tính các kích thước của hình hộp chữ nhật, biết rằng chúng tỉ lệ với 3, 4, 5 và thể tích của hình hộp này là  

 

Hướng dẫn giải

Gi các kích thước ca hình hp là a, b, c

Theo gi thiết ta có  và V= abc =

Theo tính cht dãy t s bng nhau ta có

                                                                  

Vy các kích thước ca hình hp là a = 6cm, b = 8cm, c = 10cm.

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 4: Diện tích toàn phần của một hình lập phương là  . Thể tích của nó là bao nhiêu?

 Hướng dẫn giải

Hình lp phương có 6 mt là các hình vuông bng nhau. Vy din tích mt mt hình vuông là 486:6 = 81. Mt cnh hình lp phương dài bng a=9cm. Th tích hình lp phương là

                                       V = 9.9.9 = 729

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 5 :   Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’.
a)	Những cạch  nào song song với DD’?
b)	Những cạch  nào song song với BC?
c)	Những cạch  nào song song với CD?
d)	Những mặt nào song song với mp(BCC’B’)

 

Hướng dẫn giải

a) Các cch song song vi DD’ là AA’; BB’; CC’.

b)Các cch song song vi BC là B’C’; AD; A’D’.

c) Các cch song song vi CD là AB; C’D’; A’B’.

d) mp(BCC’B’) // mp(ADD’A’)

vì mp(BCC’B’) cha hai đường thng BC và BB’ ct nhau, mà BC//AD và BB’//AA’

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 6 :  Một căn phòng dài 5m, rộng 3,2m và cao 3m. Người ta muốn quét vôi trần nhà và bốn bức tường. Biết rằng tổng diện tích các cửa là 6,3 . Hãy tính diện tích cần quét vôi?

 

Hướng dẫn giải

Din tích trn nhà

Din tích mt mt các bc tường ca căn phòng

Din tích cn quét vôi căn phòng (đã tr din tích các ca) là

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 7 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’. Tìm đường thẳng chung (giao tuyến) của hai mặt phẳng
a) mp(ABCD) và mp(ADD’A’)
b) Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, AD. Chứng minh MN song song với các mặt phẳng (BB’D’D) và (A’B’C’D’).

 

Hướng dẫn giải

a) Giao tuyến ca hai mp(ABCD) và mp(ADD’A’) là AD.

b) Ta có MN là đường trung bình ca tam giác ABD nên MN//DB, mà . Suy ra MN// mp(BB’D’D)

* Ta có MN// mp(BB’D’D) (cmt)

Suy ra MN//B’D’ mà

Nên MN // mp(A’B’C’D’)

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 8 : Hãy kể tên những cạnh bằng cạnh BD của hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ 

Hướng dẫn giải

Nhng cnh bng cnh BD là AC; B’D’; A’C’.

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 9 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có AB = 3cm, AD = 4cm; AA’= 5cm. Tính AC’

 

Hướng dẫn giải

 

Ta có AB = A’B’=3cm; AA’=BB’ = 5cm

AD=B’C’ = 4cm

Áp dng đnh lí py - ta – go vào tam giác vuông A’B’C’ ta có

Áp dng đnh lí py - ta – go vào tam giác vuông AA’C’ ta có

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 10 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’.
a) Hai đường thẳng AC’ và BD’ có cắt nhau không?
b) Đường thẳng BD có cắt các đường thẳng AA’, A’C’, CC’ hay không
c) Tìm một điểm cách đều các đỉnh của hình hộp chữ nhật

 Hướng dẫn giải

a) Đường thng AC’ và BD’ ct nhau vì đó là hai đường chéo ca hình hp ch nht.

b) Ta có AA’ vuông góc vi mp(ABCD) mà  nên  hay BD ct AA’

* Ta có mp(ABCD)//mp(A’B’C’D’)

 . Nên BD không ct A’C’.

* Ta có CC’ vuông góc vi mp(ABCD) mà  nên  hay BD ct CC’

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 11 : Tìm độ dài cạnh của hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ . biết BD’= cm

 

Hướng dẫn giải

Gi đ dài cnh hình lp phương là a cm

Ta có  cm

Mà BD’=cm nên ta có a = 1 cm

Vy cnh hình lp phương là 1cm

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 12 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’. Chứng minh rằng nếu BA’C’ là tam giác đều thì ABCD.A’B’C’D’ là hình lập phương

 

Hướng dẫn giải

Gi cnh tam giác đu BA’C’ là d

Chiu dài, chiu rng, chiu cao hình hp ln lượt là a, b, c

Trong tam giác vuông A’D’C’ ta có            (1)

Trong tam giác vuông AA’B ta có               (2)

Trong tam giác vuông C’B’B ta có               (3)

Ly (2)-(3) vế theo vế ta được

                (*)

Ly (1)-(2) vế theo vế ta được

                  (**)

T (*) và (**) suy ra a = b = c

Hay ABCD.A’B’C’D’ là hình lp phương

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 13 :  Tính các kích thước của hình hộp chữ nhật biết rằng chúng tỉ lệ với 2, 3, 4 và thể tích của hình hộp bằng 1536   

Hướng dẫn giải

Gi 3 kích thước ca hình hp ch nht ln lượt là a, b, c

Ta có và V= abc = 1536

Suy ra

Vy ;  ;

Vy 3 kích thước ca hình hp ln lượt là 8; 12; 16.

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 14 :  Một bể đựng nước có dạng hình hộp chữ nhật (xem hình vẽ). Mực nước hiện tại bằng  chiều cao của bình. Nếu ta đậy bình lại rùi dựng đứng lên (lấy mặt (AA’B’B) làm đáy) thì chiều cao của mực nước là bao nhiêu?

 

Hướng dẫn giải

Th tích hình hp ch nht là

Th tích nước cha trong hình hp là

Nếu chn (AA’B’B) làm đáy. Gi h là chiu cao mc nước mi, ta có th tích 

Vy chiu cao mc nước mi là 8cm

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 15 :  Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’. Chứng minh rằng
a) BC vuông góc với mp(DD’C’C)  b) A’C’ vuông góc với mp(BDD’B’)
c) BD vuông góc với mp(AA’C’C)   d) BC vuông góc C’D

 

Hướng dẫn giải

a) Ta có BC DC; BCCC’ mà DC và CC’ là hai đường thng ct nhau nm trong mp(DD’C’C). Vy nên  

b) Ta có

mt khác DD’ vuông góc vi hai đường thng ct nhau A’D’ và D’C’ nm trong

mp(A’B’C’D’) nên DD’mp(A’B’C’D’)

Suy ra A’C’ vuông góc vi mp(BDD’B’)

c) Tương t như câu b

d)  nên BC vuông góc vi mi đường thng nm trong mp(DD’C’C) hay BCDC’

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 16 :  Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’.
a) Đường thẳng A’B’ song song với những mặt phẳng nào?
b) Đường thẳng AC có song song với mặt phẳng (A’B’C’) không?

 

Hướng dẫn giải

a) A’B’//mp(ABCD) vì A’B’//AB và

    A’B’// mp(DCC’D’) vì A’B’//D’C’ và    

b) AC//mp(A’B’C’) vì AC//A’C’ và

                

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 17 :  Cho hình hộp chữ nhật 	ABCD.A’B’C’D’ có AB = a, AD = b, AA’ = c. Chứng minh D’B = B’D =AC’=A’C = 

 Hướng dẫn giải

Trong tam giác vuông A’B’C’ ta có

Trong tam giác vuông AA’C’ ta có

 

Tương t ta có D’B =

                        B’D =

                        A’C= 

Vy D’B=B’D =AC’=A’C=

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 18 :  Một hình hộp chữ nhật có thể tích bằng 60  và diện tích toàn phần bằng 94  . Tính chiều rộng, chiều dài của hình hộp chữ nhật biết chiều cao bằng 4cm.

 

Hướng dẫn giải

Gi hai kích ca hình hp ln lượt là a, b

Ta có     (1)

Hay a + b = 8                                   (2)

T (1) và (2) suy ra a = 5; b = 3 hoc a = 3; b = 5

Vy hai kích thước ca hình hp ch nht là 3cm và 5 cm.

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 19 :  Một bể đựng nước có dạng hình hộp chữ nhật (xem hình vẽ). Mực nước hiện tại bằng  chiều cao của bình. Nếu ta đậy bình lại rùi dựng đứng lên (lấy mặt (ADD’A’) làm đáy) thì chiều cao của mực nước là bao nhiêu?

 

Hướng dẫn giải

Th tích hình hp ch nht là

Th tích nước cha trong hình hp là

Nếu chn (ADD’A’) làm đáy . Gi h là chiu cao mc nước mi, ta có th tích 

Vy chiu cao mc nước mi là 5,3cm

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 20 :  Một bình đựng nước có dạng hình hộp chữ nhật có chiều rộng bằng 4cm, chiều dài bằng 8cm, chiều cao bằng 5cm. Mực nước hiện tại bằng  chiều cao của bình. Nếu ta đổ nước trong bình vào một bình khác hình lập phương có cạnh bằng 5cm thì chiều cao mực nước là bao nhiêu?

 

Hướng dẫn giải

Th tích nước có trong hình hp là

Gi h là chiu cao ca mc nước mi bình hình lp phương có cnh là 5cm, ta có .

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 21 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của CD và C'D'. 
Chứng minh rằng MN // mp(BCC'B').

 

Hướng dẫn giải

* Tìm cách gii

Mun chng minh MN // mp(BCC'B') ta phi chng minh MN song song vi mt đường thng ca mt phng (BCC'B').

* Trình bày li gii

Description: 19

Xét t giác MCC'N' có

Vy t giác MCC'N là hình bình hành, Suy ra MN // CC'.

Đường thng MN không nm trong mt phng (BCC'B') còn đường thng CC' nm trong mt phng (BCC'B') mà MN // CC' nên MN // mp(BCC'B').

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 22 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'. Trên các cạnh AA', DD', BB', CC' lần lượt lấy các điểm E, F, G, H sao cho     
Chứng minh rằng mp(ADHG) // mp(EFC'B').

 

Hướng dẫn giải

* Tìm cách gii

Đ chng minh mp(ADHG) // mp(EFC'B') ta tìm cách chng minh hai đường thng ct nhau ca mp(ADHG) tương ng song song vi hai đường thng ct nhau ca mp(EFC'B').

*Trình bày li gii

Description: 19

T giác BCHG có BG = CH; BG // CH

Nên là hình bình hành, suy ra HG // BC.

Mt khác BC//B'C'

Nên HG // B'C'.

T giác DHC'F có DF // HC' và DF = HC'

Nên là hình bình hành, suy ra DH = FC'.

 

Xét mp(ADHG) có HG và DH ct nhau ti H.

Xét mp(EFC'B') có B'C' và FC' ct nhau ti C'.

T đó suy ra mp(ADHG) // mp(EFC'B').

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 23 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'.
a)	Chứng minh rằng tứ giác ADC'B' là hình chữ nhật.
b)	Tính diện tích của hình chữ nhật ADC'B' biết: AB = 12, AC' = 29, DD' = 16.

 

Hướng dẫn giải

a. T giác ADD'A' là hình ch nht, suy ra AD // A'D' và AD = A'D'.

Description: 19

T giác A'B'C'D' là hình ch nht, suy ra B'C' // A'D' và B'C' = A'D'.

Hình 18.7

 
Do đó AD // B'C' và AD = B'C'.

Vy t giác ADC'B' là hình bình hành.

Ta có AD ^ DD' và AD ^ DC

Nên AD ^ mp(DCC'D').

Suy ra AD ^ DC'.

Do đó hình bình hành ADC'B' là hình ch nht.

b. Xét DDD'C' vuông ti D' có

Xét DADC' vuông ti D có

Vy din tích hình ch nht ADC'B' là: S = DC'.AD = 20.21 = 420 (đvdt).

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 24 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'.
a)	Chứng minh rằng mp(DCC'D') ^ mp(CBB'C').
b)	Trong số sáu mặt của hình hộp chữ nhật, có bao nhiêu cặp mặt phẳng vuông góc với nhau?

 

Hướng dẫn giải

* Tìm cách gii

Mun chng minh mp(DCC'D') vuông góc vi mp(CBB'C') ta cn chng minh mt đường thng ca mp(DCC'D') vuông góc vi hai đường thng giao nhau ca mp(CBB'C').

* Trình bày li gii

a. Vì DD'C'C là hình ch nht nên D'C' ^ CC'.

Description: 19

Vì A'B'C'D' là hình ch nht nên D'C' ^ B'C'.

Vy D'C' vuông góc vi hai đường giao nhau ca mp(CBB'C') do đó D'C' ^ mp(CBB'C').

Mt khác, D'C' Ì mp(DCC'D')

Nên mp(DCC'D') ^ mp(CBB'C').

 

 

b. Chng minh tương t như câu a), ta được các cp mt có chung mt cnh thì vuông góc vi nhau. Hình hp ch nht có 12 cnh nên có 12 cp mt vuông góc vi nhau.

Rounded Rectangle: Bài tập mẫu 25 :  Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'. Diện tích các mặt ABCD, BCC'B' và DCC'D' lần lượt là 108cm2, 72cm2 và 96cm2.
a)	Tính thể tích của hình hộp.
b)	Tính độ dài đường chéo của hình hộp.

 

Hướng dẫn giải

* Tìm cách gii:

Hình 18.9

 
Din tích các mt đã cho là tích ca hai kích thước. Th tích ca hình hp là tích ca ba kích thước. Vì vy ta cn s dng các tích ca tng cp hai kích thước đ đưa v tích ca ba kích thước.

* Trình bày li gii

a. Gi đ dài các cnh AB, BC, CC' ln lượt là a, b, c.

Description: 19

Ta có :

Suy ra ab.bc.ca = 108.72.96

Hay (abc)2 = 746496.

Do đó

Vy th tích ca hình hp là:

V = 864(cm3).                          (4)

b. T (4) và (1) ta có

T (4) và (2) ta có

T (4) và (3) ta có

Vy đường chéo ca hình hp ch nht có đ dài là:

C. Bài tp luyn tp

Bài tp 1: Cho hình hp ch nht ABCD.A'B'C'D'.

a)     Chng minh rng mp(ACD') // mp(A'C'B).

b)    Chng minh rng mp(CDB') và mp(BCD') ct nhau. Tìm giao tuyến ca chúng.

Bài tp 2: Hình hp ch nht ABCD.A'B'C'D' có đáy ABCD là hình vuông. Chng minh rng mp(DBB'D') vuông góc vi mp(ACC'A').

Bài tp 3: Cho hình hp ch nht ABCD.A'B'C'D'.

a)     Tìm giao tuyến m ca hai mt phng (ACC'A') và (DBB'D').

b)    Chng minh giao tuyến m ^ mp(A'B'C'D').

c)     Chng minh mp(BDD'B') ^ mp(A'B'C'D').

Bài tp 4: Người ta ghép 480 hình lp phương nh cnh 1cm thành mt hình hp ch nht kích thước 8´12´5cm ri sơn tt c sáu mt ca hình hp ch nht này. Hi:

a. Có bao nhiêu hình lp phương nh cnh 1cm không được sơn mt nào?

b. Có bao nhiêu hình lp phương nh cnh 1cm có ít nht mt mt được sơn?

Bài tp 5: Mt hình lp phương cnh n đơn v (n Î N; n ³ 2), c 6 mt đu được sơn màu xanh. Người ta chia hình lp phương này thành n3 hình lp phương cnh 1 (đơn v). Cho biết s hình lp phương nh cnh 1 (đơn v) không được sơn mt nào là 27. Tính:

a)     Giá tr ca n;

b)    S hình lp phương nh được sơn ba mt;

c)     S hình lp phương nh được sơn hai mt;

d)    S hình lp phương nh được sơn đúng mt mt.

Bài tp 6: Mt chiếc hp hình lp phương cnh 6cm được đt trên mt bàn. Tính quãng đường ngn nht mà con kiến phi bò trên mt hp t trung đim M ca C'D' đến đnh A.

Bài tp 7: Cho hình hp ch nht ABCD.A'B'C'D'.

a. Hi có bao nhiêu đon thng mà hai đu ca nó là hai đnh ca hình hp ch nht?

b. Chng t rng trong các đon thng nói trên, ch có ti đa 7 giá tr khác nhau v đ dài.

Bài tp 8: Người ta ghi vào sáu mt ca mt hình lp phương các s t nhiên t 1 đến 6. Sau đó c mi lượt, ta cng thêm cùng mt s t nhiên vào hai mt ca hình lp phương đó. Hi sau mt s lượt, có th xy ra sáu s bng nhau sáu mt ca hình lp phương được không?

Bài tp 9: Mt hình hp ch nht có các kích thước bng 8, 9, 12. Tính đ dài ln nht ca mt đon thng có th đt trong hình hp ch nht đó.

Bài tp 10: Mt hình hp ch nht có tng ba kích thước bng 61cm và đường chéo bng 37cm. Tính din tích toàn phn ca hình hp ch nht đó.

Bài tp 11: Đường chéo ca mt hình lp phương dài hơn đường chéo mi mt ca nó là 1cm. Tính din tích toàn phn và th tích ca hình lp phương đó.

 

 

 

D. Gii bài tp luyn tp

Bài tp 1: (h.18.10)

a)     Xét hình bình hành ACC'A' có AC // A'C'

T đây suy ra:  AC // mp(BA'C').

Xét hình bình hành ABC'D' có AD' // BC'

Do đó:  AD' // mp(BA'C').

Vì AC và AD' ct nhau ti A

Nên mp(ACD') // mp(BA'C').

b)     Mt phng (CDB') cũng là mt phng (CDA'B').

Mt phng (BCD') cũng là mt phng (BCD'A').

Hai mt phng này có hai đim chung là C và A' nên chúng ct nhau theo giao tuyến CA'.

 

Bài tp 2: T giác ADD'A' là hình ch nht nên DD' ^ D'A'.

T giác DCC'D' là hình ch nht nên DD' ^ D'C'.

Suy ra DD' ^ mp(A'B'C'D'). Do đó DD' ^ D'B'.

T giác DBB'D' có DD' // BB' và DD' = BB' nên là hình bình hành. Hình bình hành này có DD' ^ D'B' nên là hình ch nht.

Gi O là giao đim ca AC và BD. Gi O' là giao đim ca A'C' và B'D'.

Hình 18.12

 
Ta có OO' là đường trung bình ca hình ch nht DBB'D' nên OO' ^ DB.

Ta li có AC ^ BD (tính cht đường chéo hình vuông) suy ra BD ^ mp(ACC'A').

Mt phng (DBB'D') cha BD nên mp(DBB'D') ^ mp(ACC'A').

Bài tp 3: a. Gi O là giao đim ca AC và BD. Gi O' là giao đim ca A'C' và B'D'.

Ta có          O Î AC mà AC Ì mp(ACC'A') nên O Î mp(ACC'A').

O Î BD mà BD Ì mp(BDD'B') nên O Î mp(BDD'B').

Vy O là đim chung ca hai mt phng (ACC'A') và (BDD'B').

Chng minh tương t, O' là đim chung ca hai mt phng (ACC'A') và (BDD'B').

Hai mt phng (ACC'A') và (BDD'B') có hai đim chung là O và O' nên chúng ct nhau theo giao tuyến m là đường thng OO'.

b. Trong mt chéo (DBB'D') có OO' là đường trung bình nên OO' ^ B'D' (ti O'). Chng minh tương t ta được OO' ^ A'C' (ti O').

Đường thng OO' vuông góc vi hai đường thng giao nhau ca mp(A'B'C'D') nên OO' ^ mp(A'B'C'D').

c. Ta có OO' ^ mp(A'B'C'D') mà OO' Ì mp(BDD'B') nên

mp(BDD'B') ^ mp(A'B'C'D').

Bài tp 4: a) Các hình lp phương nh không được sơn mt nào là các hình lp phương bên trong. Chúng to thành mt hình hp ch nht có đ dài các cnh là:

Th tích ca hình hp ch nht đó là: 6 . 10 . 3 = 180(cm3).

Vy có tt c 180 hình lp phương nh không được sơn mt nào.

b) Có tt c 480 hình lp phương nh, trong đó có 180 hình không được sơn mt nào. Vy s hình lp phương nh có ít nht mt mt được sơn là:

480 – 180 = 300 (hình).

Bài tp 5: a. Các hình lp phương đơn v không được sơn mt nào bên trong hình lp phương đã cho, chúng to thành mt hình lp phương có cnh dài  ơn v).

Do đó cnh ca hình lp phương đã cho dài là:

n = 3 + 2 = 5 (đơn v dài).

b. mi đnh có mt hình lp phương đơn v được sơn ba mt. Có tt c 8 đnh nên có 8 hình lp phương đơn v được sơn ba mt.

b. mi cnh có ba hình lp phương đơn v được sơn hai mt. Có tt c 12 cnh nên có 3 . 12 = 36 hình lp phương đơn v được sơn hai mt.

c. mi mt có 9 hình lp phương đơn v được sơn mt mt. Có tt c 6 mt nên có 9 . 6 = 54 hình lp phương đơn v được sơn mt mt.

Bài tp 6: Khai trin hình lp phương ri tri phng ba mt (ABCD), (CDD'C') và (ADD'A') ta được hình bên.

Xét trường hp kiến bò qua cnh DD' đ ti đnh A:

Đon đường ngn nht mà kiến phi bò t M đến A là:

 

·      Xét trường hp kiến bò qua cnh DC đ ti đnh A:

Đon đường ngn nht mà kiến phi bò t M đến A là:

·      Xét trường hp kiến bò qua cnh CC' đ ti đnh A:

D thy đon đường mà kiến phi bò t M đến A dài hơn nhiu so vi hai trường hp trên.

Kết lun: Vy đon đường ngn nht mà kiến phi bò là 10,8cm.

Bài tp 7: a. Hình hp ch nht có 8 đnh. S đon thng mà hai đu ca nó là hai đnh ca hình hp ch nht là: (đon thng).

 

 

 

Hình 18.15

 
b. 28 đon thng này chia làm 7 nhóm, mi nhóm 4 đon thng dài bng nhau (chng hn AB = CD = C'D' = A'B').

T đó suy ra trong 28 đon thng này ch có ti đa 7 giá tr khác nhau v đ dài.

 

Bài tp 8: Lúc đu tng 6 s 6 mt là 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 = 21. Đó là mt s l.

Sau mi lượt, tng này tăng thêm mt s chn nên tng các s 6 mt luôn là mt s l, không chia hết cho 6. Do đó không th xy ra c 6 s bng nhau.

Bài tp 9: Áp dng công thc tính đ dài đường chéo ca hình hp ch nht:

d2 = a2 + b2 + c2 = 82 + 92 + 122 = 289.

Suy ra

Vy đ dài ln nht ca mt đon thng có th đt trong hình hp ch nht là 17.

Bài tp 10: Gi ba kích thước ca hình hp ch nht là a, b, c. Ta có:

T (1) suy ra (a + b + c)2 = 612 Þ a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ca) = 3721.

Do đó 2(ab + bc + ca) = 3721 – 1369 = 2352 (cm2).

Vy din tích toàn phn ca hình hp ch nht là 2352cm2.

Bài tp 11: Gi a là đ dài mi cnh ca hình lp phương và d là đ dài đường chéo ca hình lp phương đó. Ta có d2 = 3a2 Þ (cm).

Đ dài đường chéo mi mt ca hình lp phương đó là

Ta có (cm).

Din tích toàn phn ca hình lp phương là: (cm2).

Th tích ca hình lp phương là: (cm3).