Cho khối trụ T có trục OO', bán kính r và thể tích V. Cắt khối trụ T thành hai phần bởi mặt phẳng (P) song song với trục và cách trục một khoảng bằng \(\frac{r}{2}\) (như hình vẽ). Gọi V1 là thể tích phần không chứa trục OO'. Tính tỉ số \(\frac{{{V_1}}}{V}\).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi h là chiều cao của khối trụ (T). Thể tích khối trụ đã cho là \(V = h.\pi {r^2}\).
Gọi A và B là giao điểm của mặt phẳng (P) với đường tròn đáy tâm O' và M là trung điểm của AB.
Ta có \(O'M = \frac{r}{2} \Rightarrow AB = 2AM = 2\sqrt {{r^2} - \frac{{{r^2}}}{4}} = r\sqrt 3 \Rightarrow \widehat {AO'B} = 120^\circ \).
Diện tích đáy phần khối trụ không chứa trục là .
\({S_1} = {S_q} - {S_{\Delta AO'B}} = \frac{1}{3}.\pi {r^2} - \frac{1}{2}.r.r\sqrt 3 = \frac{{\pi {r^2}}}{3} - \frac{{{r^2}\sqrt 3 }}{4}\).
\( \Rightarrow {V_1} = h.\left( {\frac{{\pi {r^2}}}{3} - \frac{{{r^2}\sqrt 3 }}{4}} \right)\)
Suy ra \(\frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{1}{3} - \frac{{\sqrt 3 }}{{4\pi }}\).