Bài 19 trang 167 SBT toán 9 tập 2


Giải bài 19 trang 167 sách bài tập toán 9. Cho hình bình hành ABCD với AB = 1, AD = x (x > 0) và góc BAD = 60^o ...

Đề bài

Cho hình bình hành \(ABCD\) với \(AB = 1, AD = x\; (x > 0)\) và \(\widehat {BAD} = 60^\circ \).

a) Tính diện tích toàn phần \(S\) của hình tạo thành khi quay hình bình hành \(ABCD\) đúng một vòng quanh cạnh \(AB\) và diện tích toàn phần \(S_1\) của hình tạo thành khi quay quanh cạnh \(AD\).

b) Xác định giá trị \(x\) khi \(S = S_1\) và \(S = 2S_1\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng:

- Diện tích xung quanh của hình nón: \({S_{xq}} = \pi rl\).

(\(r\) là bán kính đường tròn đáy, \( l\) là đường sinh).

- Diện tích xung quanh hình trụ: \({S_{xq}} = 2πrh\).

(\(r\) là bán kính đường tròn đáy, \(h\) là chiều cao).

Lời giải chi tiết

a) Khi quay hình bình hành \(ABCD\) một vòng quanh cạnh \(AB\) thì cạnh \(AD\) và \(BC\) vạch nên \(2\) hình nón bằng nhau có đường sinh \(AD = BC = x,\) cạnh \(CD\) vạch nên hình trụ có bán kính đáy bằng bán kính đáy hình nón.

Trong \(∆AHD\) có \(\widehat {AHD} = 90^\circ ;\widehat A = 60^\circ \), ta có:

\(DH = AD. \sin 60^o= \displaystyle x.{{\sqrt 3 } \over 2} = {{x\sqrt 3 } \over 2}\)

Diện tích toàn phần của hình tạo thành bằng tổng diện tích xung quanh \(2\) hình nón và diện tích xung quanh hình trụ: \(S = {S _{\text{xq trụ}}} + 2{S _\text{xq nón}}\)

\(\eqalign{
& S = 2\pi DH.DC + 2.\pi DH.AD \cr 
& \;\;\;= 2\pi {{x\sqrt 3 } \over 2}.1 + 2.\pi .{{x\sqrt 3 } \over 2}.x \cr 
& \;\;\;= \pi x\sqrt 3 + \pi {x^2}\sqrt 3 \cr} \)

\( \Rightarrow S = \pi x\sqrt 3 (1 + x)\)

Khi quay hình bình hành quanh trục \(AD\) một vòng thì cạnh \(AB\) và \(DC\) vạch nên hai hình nón bằng nhau có đường sinh \(AB = CD = 1.\) Cạnh \(BC\) vạch nên hình trụ có bán kính đáy bằng bán kính đáy hình nón.

Bán kính đáy: \(\displaystyle BH = AB. \sin 60^o = 1.{{\sqrt 3 } \over 2}={{\sqrt 3 } \over 2}\)

\(S_1\) là diện tích toàn phần hình tạo thành bằng tổng diện tích xung quanh hai hình nón cộng với diện tích hình trụ.

\(S_1 = {S _{\text{xq trụ}}} + 2{S _\text{xq nón}}\)

\({S_1} = 2\pi .BH.BC + 2.\pi .BH.AB\)

\(S_1\displaystyle = 2\pi. {{\sqrt 3 } \over 2}.x + 2.\pi .{{\sqrt 3 } \over 2}.1\)

\({S_1} = \pi \sqrt 3 (x + 1)\)

b) Để \(S = S_1\) \(\Leftrightarrow \pi x\sqrt 3 (1 + x) = \pi \sqrt 3 (x + 1) \)

\(\Leftrightarrow x(1 + x) = x + 1\)

\( \Leftrightarrow x\left( {x + 1} \right) - \left( {x + 1} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow (x + 1)(x - 1) = 0\)

Vì \(x > 0  \Rightarrow  x + 1 \ne 0\)

\( \Rightarrow  x - 1 = 0  \Leftrightarrow  x = 1\)

Vậy \(x=1\) thì \(S = S_1\).

Để \(S = 2S_1\) \(\Leftrightarrow \pi x\sqrt 3 (1 + x) = 2\pi \sqrt 3 (x + 1) \)

\(\Leftrightarrow x(x + 1) = 2(x + 1)\)

\( \Leftrightarrow x\left( {x + 1} \right) - 2\left( {x + 1} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow  (x + 1)(x - 2) = 0\)

Vì \(x > 0  \Rightarrow  x + 1 \ne 0\)

\( \Rightarrow  x - 2 = 0  \Leftrightarrow  x = 2\).

Vậy \(x=2\) thì \(S = 2S_1\).

Loigiaihay.com

Sub đăng ký kênh giúp Ad nhé !


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu

>> Học trực tuyến lớp 9, luyện vào lớp 10, mọi lúc, mọi nơi môn Toán, Văn, Anh, Lý, Hóa, Sinh, Sử, Địa cùng các Thầy, Cô giáo giỏi nổi tiếng, dạy hay, dễ hiểu, dày dặn kinh nghiệm tại Tuyensinh247.com


Gửi bài