Bài 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 trang 119, 120 SGK Toán 9 tập 2 - Luyện tập

Bài 23 trang 119 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Viết công thức tính nửa góc ở đỉnh của một hình nón (góc \(\alpha\) của tam giác vuông \(AOS\)- hình 99) sao cho diện tích khai triển mặt nón bằng một phần tư diện tích hình tròn (bán kính \(SA\)).

Lời giải:

Diện tích hình quạt : \(S_{quạt} = \dfrac{\pi r^2 n^o}{360^o}= \dfrac{\pi.l^2.90}{360}=\dfrac{\pi.l^2}4.\)

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

Theo đề bài ta có: \({S_{xq}} = S_{quạt} \Rightarrow πrl= \dfrac{\pi.l^2}4\)\(\Rightarrow\) \(l = 4r.\) 

Trong tam giác vuông SOA, ta có: \(\sin \alpha =\dfrac {OA}{SA}= \dfrac{r}l = \dfrac {1}4\) (vì \(l=4r\).)

Vậy \(\alpha= {14^0}28'.\) 

Bài 24 trang 119 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Hình khai triển mặt xung quanh của một hình nón là một hình quạt, bán kính hình quạt đó là \(16cm,\) số đo cung là \(120^0.\) Tang của góc ở đỉnh hình nón là:

(A) \(\dfrac{\sqrt{2}}4\)               (B) \(\dfrac{\sqrt{2}}2\)          (C) \(\sqrt{2}\)            (D) 2\(\sqrt{2}\)

Lời giải:

Đường sinh của hình nón là \(l = 16.\) 

Độ dài cung \(AB\) của đường tròn chứa hình quạt là \(\dfrac {\pi .16.120}{180}=\dfrac{32. \pi}{3},\) và độ dài cung này bằng chu vi đáy hình nón \(C= 2πr\) suy ra \(2 \pi r=\dfrac{32. \pi}{3}\)\(\Rightarrow r= \dfrac{16}{3}.\)

Trong tam giác vuông \(AOS\) có: \(h= \sqrt{16^2-{\left( {\dfrac{{16}}{3}} \right)^2}}= 16\sqrt{\dfrac{8}{9}}= \dfrac{32\sqrt{2}}{3}\)  

Vậy ta có: \(\tan \alpha= \dfrac{r}{h} = \dfrac{\sqrt{2}}{4}.\) 

Chọn A.

Bài 25 trang 119 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Hãy tính diện tích xung quanh của hình nón cụt biết hai bán kính đáy \(a,b\) (\(a<b\)) và độ dài đường sinh là \(l\) (\(a,b,l\) có cùng đơn vị đo).

Phương pháp:

+) Diện tích xung quanh hình nón: \(S_{xq}=\pi r l.\) với \(r\) là bán kính đáy và \(l\) là đường sinh.

+) \(S_{xq \, \, nón \, \, cụt} = S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, lớn } - S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, nhỏ}.\)

Lời giải:

Kí hiệu như hình vẽ.  \(SA=l_1;AB=l;OB=b;O'A=a.\)

Vì \(O'A//OB \Rightarrow \dfrac{{SA}}{{SB}} = \dfrac{{O'A}}{{OB}}\)(Hệ quả định lí Talet)

\( \Leftrightarrow \dfrac{{{l_1}}}{{l + {l_1}}} = \dfrac{a}{b} \Leftrightarrow b{l_1} = al + a{l_1} \Leftrightarrow {l_1}\left( {b - a} \right) = al \Leftrightarrow {l_1} = \dfrac{a}{{b - a}}l\)

Suy ra \(SB = l + {l_1} = l + \dfrac{a}{{b - a}}l = \dfrac{b}{{b - a}}l\)

Diện tích xung quanh hình nón lớn là \({S_1} = \pi .b.SB = \pi .b.\dfrac{b}{{b - a}}l = \dfrac{{{b^2}}}{{b - a}}\pi l\)

Diện tích xung quanh hình nón nhỏ là \({S_2} = \pi .a.SA = \pi .a.\dfrac{a}{{b - a}}l = \dfrac{{{a^2}}}{{b - a}}\pi l\)

Diện tích xung quanh hình nón cụt là \(S = {S_1} - {S_2} = \dfrac{{{b^2}}}{{b - a}}\pi l - \dfrac{{{a^2}}}{{b - a}}\pi l = \pi l.\dfrac{{{b^2} - {a^2}}}{{b - a}} = \left( {a + b} \right)\pi l\)

Vậy diện tích xung quanh nón cụt là \(S = \pi \left( {a + b} \right)l\)

Bài 26 trang 119 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Hãy điền đầy đủ vào các ô trống cho ở bảng sau (đơn vị độ dài: cm):

Lời giải:

Cách tính:

Lấy \(\pi=3,14\)

+ Dòng thứ nhất: Khi \(r = 5cm;h = 12cm\) ta có

- Đường kính \(d = 2r = 2.5 = 10cm\)

- Đường sinh \(l = \sqrt {{r^2} + {h^2}}  = \sqrt {{5^2} + {{12}^2}}  = 13\,cm\)

- Thể tích  \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h = \dfrac{1}{3}\pi {.5^2}.12 = 100\pi=314 \left( {c{m^3}} \right)\)

+ Dòng thứ hai:  Khi \(d = 16cm;h = 15cm\) ta có

- Bán kính \(r = \dfrac{d}{2} = \dfrac{{16}}{2} = 8cm\)

- Đường sinh \(l = \sqrt {{r^2} + {h^2}}  = \sqrt {{8^2} + {{15}^2}}  = 17\,cm\)

- Thể tích  \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h = \dfrac{1}{3}\pi {.8^2}.15 = 320\pi =1004,8\left( {c{m^3}} \right)\)

+ Dòng thứ ba: Khi \(r = 7cm;l = 25cm\) ta có

- Đường kính \(d = 2r = 2.7 = 14cm\)

- Vì \({l^2} = {h^2} + {r^2} \Rightarrow h = \sqrt {{l^2} - {r^2}}  = \sqrt {{{25}^2} - {7^2}}  = 24cm\)

- Thể tích  \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h = \dfrac{1}{3}\pi {.7^2}.24 = 392\pi \approx  1230,9\left( {c{m^3}} \right)\) 

+ Dòng thứ tư: Khi \(d = 40cm;l = 29cm\) ta có

- Đường kính \(r = \dfrac{d}{2} = \dfrac{{40}}{2} = 20cm\)

- Vì \({l^2} = {h^2} + {r^2} \Rightarrow h = \sqrt {{l^2} - {r^2}}  = \sqrt {{{29}^2} - {{20}^2}}  = 21cm\)

- Thể tích  \(V = \dfrac{1}{3}\pi {r^2}h = \dfrac{1}{3}\pi {.20^2}.21 = 2800\pi =8792 \left( {c{m^3}} \right)\)

Bài 27 trang 119 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một phần dụng cụ gồm một phần có dạng trụ, phần còn lại có dạng nón. Các kích thước cho trên hình 100. Hãy tính:

a) Thể tích của dụng cụ này;

b) Diện tích mặt ngoài của dụng cụ (Không tính nắp đậy).

Phương pháp:

+) Diện tích xung quanh hình trụ: \( S_{xq \, \, trụ}= 2\pi rh.\)

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

+) Thể tích hình trụ: \(V_{trụ}=\pi r^2h.\)

+) Thể tích hình nón: \(V_{nón}=\dfrac{1}{3} \pi r^2h.\)

Lời giải:

Lấy \(\pi=3,14\) 

a)  Thể tích cần tính gồm một hình trụ, đường kính đáy \(1,4m\) nên bán kính đáy là \(\frac{1,4}{2}\)= 0,7 m, chiều cao \(70cm=0,7m\), và một hình nón, bán kính đáy bằng bán kính hình trụ, chiều cao hình nón bằng \(0,9m\).

Thể tích hình trụ:

\(V_{trụ}\) \(\displaystyle =\pi {R^2}h = 3,14.0,7^2.0,7=1,077({m^3}).\)

Thể tích hình nón:   

\(\displaystyle V_{nón}={1 \over 3}.3,14.0,7^2.0,9 = 0,462({m^3}).\)

Vậy thể tích cái  phễu:

\(V =V_{trụ}+ V_{nón}\) \(=1,077+0,462=1,539({m^3}).\)

b) Diện tích cần tính = diện tích xung quanh hình trụ + diện tích xung quanh hình nón.

Đường sinh của hình nón là: 

\(l = \sqrt{h^2 + r^2}=\sqrt{0,9^2+0,7^2}= \sqrt{1,3}\)\( \approx  1,14(m)\) 

\( \displaystyle S_{xq \, \, trụ}= 2\pi rh = 2.3,14.0,7.0,7 = 3,077({m^2})\)

\( S_{xq \, \, nón}\)\(=\displaystyle \pi rl = 3,14.0,7.1,4 = 2,506({m^2})\) 

Vậy diện tích toàn phần của phễu: 

\(S=S_{xq \, \, trụ}+S_{xq \, \, nón}  = 3,077 +  2,506 = 5,583\) (\(m^2\))

Bài 28 trang 120 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một xô bằng inốc có dạng nón cụt đựng hóa chất, có các kích thước cho ở hình 101 (đơn vị:cm).

a) Hãy tính diện tích xung quanh của xô.

b) Khi xô chưa đầy hóa chất thì dung tích của nó là bao nhiêu?

Phương pháp:

+) \(S_{xq \, \, xô}= S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, cụt} \)\(= S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, lớn} - S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, nhỏ}. \) 

+) \(S_{xq \, \, nón}=\pi rl.\)

+) \(V_{nón}=\dfrac{1}{3}\pi r^2h.\)

Lời giải:

Gọi \(l\) là đường sinh của hình nón lớn.

Theo hệ quả định lý Ta-lét ta có: \(\dfrac{l}{l-36}=\dfrac{21}{9}\)

Suy ra \(9.l=21.(l-36) \Rightarrow 12l=432\)\(\Rightarrow l=63\) 

a) Cách 1: Diện tích cần tính gồm diện tích xung quanh của hình xung quanh của hình nón cụt và diện tích hình tròn đáy có bán kính \(9cm\).

Đường sinh của hình nón lớn là \(l = 63 cm\).

Đường sinh của hình nón nhỏ là \( 63-36=27 cm\).

Ta có:

\(S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, lớn}\) \(=πrl= 3,14.21.63 =4154,22 \, cm^2.\) 

\(S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, nhỏ}\) \(=3,14.9.27 =763,02 \, cm^2.\)

Diện tích xung quanh của xô chính là diện tích xung quanh hình nón cụt:

\(S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, cụt} = S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, lớn} - S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, nhỏ} \\=  4154,22 - 763,02 = 3391,2 \, cm^2. \)

Cách 2: Diện tích xung quanh của xô chính là diện tích xung quanh hình nón cụt có đường sinh là l = 36 cm, bán kính đáy nhỏ là \(r_1=9 cm\) , bán kính đáy lớn là \(r_2 = 21 cm\) nên diện tích xung quanh của xô là:

\((S_{xq \, \, hình \, \, nón \, \, cụt} = 3,14.(r_1+r_2).l = 3,14.(9+21).36 = 3391,2 (cm^2)\)

b) Chiều cao của hình nón lớn:

\(h= \sqrt{63^2 + 21^2} = 59,397 \, cm.\) 

Chiều cao của hình nón nhỏ:

\(h'= \sqrt{27^2 - 9^2}= 25,546 \, cm.\) 

Ta có:

\(V_{hình \, \, nón \, \, lớn}={1 \over 3}\pi rh = {1 \over 3}.3,{14.21^2}.59,397 \)\(= 27416,467(c{m^3}).\)

\(\displaystyle V_{hình \, \, nón \, \, nhỏ}={1 \over 3}\pi r'h' = {1 \over 3}.3,{14.9^2}.25,456\)

\(= 2158,160(c{m^3})\)

Khi xô chứa đầy hóa chất thì dung tích của nó là:

\(\displaystyle V=V_{hình \, \, nón \, \, lớn}-V_{hình \, \, nón \, \, nhỏ}\)

\(=27416,467 - 2158,160 \approx  25258 \, cm^3.\)  

Bài 29 trang 120 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Cối xay gió của Đôn-ki-hô-tê (từ tác phẩm của Xéc-van-téc) 

Phần trên của cối xay gió có dạng một hình nón (h102). Chiều cao của hình nón là \(42\) cm và thể tích của nó là \(17 600\) cm³

Em hãy giúp chàng Đôn-ki-hô-tê tính bán kính của đáy hình nón (làm tròn đến kết quả chữ số thập phân thứ hai).

Lời giải:

Theo đề bài ta có:

\( V = 17 600 \, cm^3,\)  \(h = 42 \, cm.\)

Vì \(V = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h\) nên \(r =\sqrt{\dfrac{3V}{\pi h}}=\sqrt{\dfrac{3. 17600}{3,14.42 }} ≈ 20 \, cm.\)  

Vậy bán kính của đáy hình nón là \(r = 20 \, cm.\) 

Sachbaitap.com