Bài 35, 36, 37 trang 126 SGK Toán 9 tập 2 - Luyện tập

Bài 35 trang 126 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Một cái bồn chứa xăng gồm hai nửa hình cầu và hình trụ (h110)

Hãy tính thể tích của bồn chứa theo kích thước cho trên hình vẽ.

Lời giải:

Thể tích bồn chứa = Thể tích hình trụ + thể tích 2 nửa hình cầu

- Bán kính đáy của hình trụ là \(1,8:2=0,9m\), chiều cao là \(3,62m.\) 

- Bán kính của hình cầu là \(1,8:2=0,9 m.\) 

Thể tích của hình trụ là :

\({V_{trụ}} = {\rm{ }}\pi {r^2}h{\rm{ }} = {\rm{ }}\pi{\rm{ }}.{\left( {0,9} \right)^2}.3,62 \approx 9,21{\rm{ }}({m^3})\)

Thể tích của 2 nửa hình cầu, chính bằng thể tích hình cầu là: 

\(\displaystyle {V_{cầu}} = {4 \over 3}\pi {R^3} = {4 \over 3}.\pi.{(0,9)^3} \approx 3,05({m^3})\)

Thể tích của bồn chứa xăng: 

\(V = {V_{trụ}} + {\rm{ }}{V_{cầu}} = {\rm{ }}9,21{\rm{ }} + {\rm{ }}3,05{\rm{ }} = {\rm{ }}12,26({m^3}).\)

Bài 36 trang 126 SGK Toán lớp 9 tập 2

Câu hỏi:

Cho nửa đường tròn tâm \(O\), đường kính \(AB = 2R\), \(Ax\) và \(By\)  là hai tiếp tuyến với  nửa đường tròn tại \(A\) và \(B\). Lấy trên tia \(Ax\) điểm \(M\) rồi vẽ tiếp tuyến \(MP\) cắt \(By\) tại \(N\).

a) Chứng minh rằng \(MON\)  và \(APB\) là hai tam giác vuông đồng dạng.

b) Chứng minh rằng \(AM.BN = R^2\) 

c) Tính tỉ số \(\dfrac{S_{MON}}{S_{APB}}\)khi \(AM\) = \(\dfrac{R}{2}.\)

d) Tính thể tích của hình do nửa hình tròn \(APB\) quay quanh \(AB\) sinh ra.

Lời giải:

a) Xét nửa đường tròn \(\left( O \right)\):

Vì PN và BN là tiếp tuyến của đường tròn (O) nên \(\widehat {NPO} = \widehat {NBO} = 90^\circ \)

+ Theo tính chất của 2 tiếp tuyến cắt nhau, ta có:

\(OM\) là phân giác của \(\widehat {AOP}\) \(\Rightarrow \widehat {{O_2}} = \widehat {{O_1}}\) (1)

\(ON\) là phân giác \(\widehat {BOP} \Rightarrow \widehat {{O_3}} = \widehat {{O_4}}\) (2) và

Mà \(\widehat {{O_1}} + \widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} + \widehat {{O_4}} = 180^\circ \)  (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có \(\widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} = \widehat {{O_1}} + \widehat {{O_4}}\\ = \dfrac{{\widehat {{O_1}} + \widehat {{O_2}} + \widehat {{O_3}} + \widehat {{O_4}}}}{2} = \dfrac{{180^\circ }}{2} = 90^\circ \)

Hay \(\widehat {MON} = 90^\circ \)

+ Lại có \(\widehat {APB} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn)

+ Xét tứ giác \(OPNB\) có \(\widehat {NPO} = \widehat {NBO} = 90^\circ \) nên \(\widehat {NPO} + \widehat {NBO} = 90^\circ  + 90^\circ  = 180^\circ \) mà hai góc ở vị trí đối nhau nên tứ giác \(OPNB\)  là tứ giác nội tiếp, suy ra \(\widehat {PBO} = \widehat {PNO}\)  (cùng nhìn cạnh \(PO\))

Xét \(\Delta MON\) và \(\Delta APB\) có \(\widehat {MON} = \widehat {APB}\left( { = 90^\circ } \right)\) và \(\widehat {PBA} = \widehat {MNO}\,\left( {cmt} \right)\) nên \(\Delta APB \backsim \Delta MON\left( {g - g} \right)\) (đpcm)

b) + Xét nửa đường tròn \(\left( O \right)\) có  \(MA,MP\) là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \(M\) và \(NB,NP\) là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \(N\) nên \(MA = MP;NP = NB\) (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau)

+ Xét tam giác \(MON\) vuông tại \(O\) có \(OP \bot MN\)  (do \(MN\) là tiếp tuyến của \(\left( O \right)\)) nên theo hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có \(O{P^2} = MP.PN\)

Mà \(MA = MP;NP = NB\) (cmt) và \(OP = R\) nên \(O{P^2} = MP.PN \Leftrightarrow {R^2} = AM.BN\) (đpcm)

c) Vì \(AM = \dfrac{R}{2}\) mà \(AM.BN = {R^2}\) (câu b) nên \(BN = \dfrac{{{R^2}}}{{AM}} = \dfrac{{{R^2}}}{{\dfrac{R}{2}}} = 2R\)

Suy ra \(MP = MA = \dfrac{R}{2};NP = NB = 2R \\\Rightarrow MN = MP + NP = \dfrac{R}{2} + 2R = \dfrac{5}{2}R.\) 

Vì \(\Delta MON \backsim \Delta APB\) (câu a) nên tỉ số đồng dạng là \(k = \dfrac{{MN}}{{AB}} = \dfrac{{\dfrac{5}{2}R}}{{2R}} = \dfrac{5}{4}\)

Suy ra tỉ số diện tích \(\dfrac{{{S_{MON}}}}{{{S_{APB}}}}\, = {k^2} = {\left( {\dfrac{5}{4}} \right)^2} = \dfrac{{25}}{{16}}\)  (tỉ số diện tích bằng bình phương tỉ số đồng dạng)

d) Nửa hình tròn \(APB\) quay sinh ra hình cầu bán kính \(R\) nên thể tích hình cầu là \(V = \dfrac{4}{3}\pi {R^3}.\)

Sachbaitap.com