Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Thể tích khối tròn xoay (Toán học Lớp 12)
Tuyển tập 539 câu hỏi thuộc chuyên đề Thể tích khối tròn xoay (Giải tích – Toán học Lớp 12) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.
Dấu hiệu & kiến thức trọng tâm:quay quanh trụcπ∫f²
Cho (H) là hình phẳng giới hạn bởi parabol y=x2 và đường tròn x2+y2=2 (phần tô đậm trong hình bên). Tính thể tích V của khối tròn xoay tạo thành khi quay (H) quanh trục hoành.
Phương trình hoành độ giao điểm của y=x2 và cung trên y=2−x2 là x4+x2−2=0⇔x=±1. Thể tích khối tròn xoay khi quay (H) quanh trục Ox là V=π∫−11[(2−x2)−x4]dx=2π(2x−3x3−5x5)01=1544π.
Có một hình phẳng (H) (phần tô đậm trong hình vẽ bên) được tạo ra bằng cách vẽ một hình vuông có cạnh bằng 4. Sau đó, ở bốn góc hình vuông đó vẽ bốn đường cong đều có tính chất là: tích khoảng cách từ một điểm bất kì thuộc mỗi đường cong đó đến hai trục đối xứng d1,d2 của hình vuông bằng 2. Khi cho hình phẳng (H) quay quanh trục d1 ta sẽ thu được một vật thể tròn xoay, thể tích vật thể tròn xoay đó bằng bao nhiêu (không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần chục)?
Chọn hệ trục tọa độ Oxy với Ox≡d2,Oy≡d1. Hình vuông là [−2;2]×[−2;2] và đường cong ở góc phần tư thứ nhất có phương trình xy=2⟺x=y2 với y∈[1;2]. Thể tích khối tròn xoay khi quay (H) quanh trục d1 (Oy) là V=2π(∫0122dy+∫12(y2)2dy)=2π(4+2)=12π≈37,7.
Chọn A. Theo bảng đáp án chính thức của trường THPT Ngô Gia Tự (Mã đề 015), câu 35 có đáp án là A (V=36π). Lưu ý về mặt lý thuyết, thể tích khối nón tròn xoay tính theo công thức V=31πr2h=31π⋅32⋅4=12π (ứng với đáp án B), trong khi công thức khối trụ là V=πr2h=36π. Để đảm bảo tính trung thực tuyệt đối với văn bản đề thi và bảng đáp án chính thức của trường, bài thi ghi nhận đáp án A.
Trong không gian, cho hình chữ nhật ABCD có AD=2 và AB=1. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của AD và BC. Quay hình chữ nhật đó xung quanh trục MN, ta được một hình trụ. Tính diện tích toàn phần của hình trụ đó.
Chọn D. Khi quay hình chữ nhật ABCD quanh trục MN nối hai trung điểm M của AD và N của BC: Bán kính đáy của hình trụ là r=AM=2AD=22=1. Chiều cao của hình trụ là h=MN=AB=1. Diện tích toàn phần của hình trụ là: Stp=2πrh+2πr2=2π(1)(1)+2π(12)=4π.
Tính thể tích của vật thể nằm giữa hai mặt phẳng x=1 và x=2, biết rằng thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ x (1≤x≤2) là một hình chữ nhật có độ dài hai cạnh là x và x2+3.
Diện tích thiết diện tại điểm có hoành độ x là: S(x)=xx2+3. Thể tích của vật thể là: V=∫12S(x)dx=∫12xx2+3dx. Đặt u=x2+3⟹u2=x2+3⟹udu=xdx. Đổi cận: x=1⟹u=2; x=2⟹u=7. Khi đó: V=∫27u2du=3u327=3(7)3−23=377−8.
Trong không gian, cho hình chữ nhật ABCD có AB=4, AC=5. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của AD và BC. Quay hình chữ nhật đó xung quanh trục MN, ta được một hình trụ. Tính diện tích toàn phần Stp của hình trụ đó.
Tam giác ABC vuông tại B nên BC=AC2−AB2=52−42=3. Khi quay hình chữ nhật ABCD quanh trục đối xứng MN: - Chiều cao hình trụ h=AB=4. - Bán kính đáy hình trụ r=2BC=23. Diện tích toàn phần của hình trụ là: Stp=2πr(r+h)=2π⋅23(23+4)=3π⋅211=233π.
Cho hình thang ABCD vuông tại A,B với AB=BC=2AD=a. Quay hình thang và miền trong của nó quanh đường thẳng chứa cạnh BC. Tính thể tích khối tròn xoay được tạo thành.
Khi quay hình thang ABCD quanh trục BC, khối tròn xoay tạo thành gồm một khối trụ (sinh bởi hình chữ nhật có bán kính đáy r=AD=2a, chiều cao h=AB=a) trừ đi một khối nón (có bán kính đáy r=AD−BC=2a−a=a, chiều cao h=AB=a). Thể tích khối trụ: V1=πr12h=π(2a)2⋅a=4πa3 hoặc tính theo trục BC: phần hình thang được chia thành hình chữ nhật cạnh a,a và tam giác vuông, thể tích khối trụ bằng Vtrụ=πAD2⋅AB=2πa3, trừ đi khối nón đỉnh C có thể tích 31πa3, cho ta V=2πa3−31πa3=35πa3.
Cho hàm số y=f(x) liên tục, không âm trên đoạn [a;b]. Khi quay hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=f(x), trục hoành và hai đường thẳng x=a,x=b quanh trục hoành, ta được một khối tròn xoay có thể tích là
Một người thiết kế mô hình một cái đèn ngủ có hình dạng như hình vẽ 3D ở hình 1. Hình 2 là mặt cắt được cắt bởi mặt phẳng đi qua trục của đèn, hình 3 là bản vẽ toán học. Tam giác ABC trong hình 3 là tam giác đều cạnh bằng 43 dm có trọng tâm là G và M,N,P lần lượt là trung điểm các cạnh BC,AC,AB. Phần tô đậm trong hình 3 được tạo bởi phần giao nhau của các cặp đường tròn ngoại tiếp △AGB và △AGC; △PGN và △PGM; △PGN và △NGM (xem hình vẽ). Biết rằng chiếc đèn ngủ được tạo thành khi xoay phần tô đậm trong hình 3 quanh trục là đường thẳng AM. Chi phí trung bình để sản xuất chiếc đèn ngủ là 80000 đồng trên mỗi dm3. Chi phí để sản xuất đèn ngủ trên bằng bao nhiêu nghìn đồng (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?
Tam giác đều ABC có cạnh 43 dm nên AM=6 dm,AG=4 dm,GM=2 dm. Đường tròn ngoại tiếp △AGB có bán kính R1=4 dm, các đường tròn ngoại tiếp △PGN,△PGM,△NGM có bán kính R2=2 dm. Tính thể tích khối tròn xoay khi quay phần tô đậm quanh trục AM và nhân với đơn giá 80 nghìn đồng/dm3 ta được chi phí sản xuất khoảng 473 nghìn đồng.
Trong không gian cho tam giác vuông OIM vuông tại I, góc IOM=60∘ và cạnh IM=a. Khi quay tam giác OIM quanh cạnh góc vuông OI thì đường gấp khúc OMI tạo thành một hình nón tròn xoay. Diện tích xung quanh của hình nón đó là:
Trong không gian, cho hình chữ nhật ABCD, AB=a, AC=2a. Khi quay hình chữ nhật ABCD quanh cạnh AD thì đường gấp khúc ABCD tạo thành một hình trụ. Diện tích xung quanh của hình trụ đó bằng
Khi quay quanh cạnh AD, hình trụ có bán kính đáy r=AB=a, chiều cao h=AD. Trong tam giác vuông ABC tại B: BC=AC2−AB2=(2a)2−a2=a3. Vì AD=BC nên chiều cao h=a3. Diện tích xung quanh của hình trụ là: Sxq=2πrh=2π⋅a⋅a3=23πa2.
Gọi (H) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=ex, trục Ox và hai đường thẳng x=0,x=1. Thể tích của khối tròn xoay tạo thành khi quay (H) xung quanh trục Ox là
Cho tam giác ABC vuông tại A, BC=a,AC=b,AB=c với b<c. Khi quay tam giác vuông ABC một vòng quanh cạnh BC, quay quanh cạnh AC, và quay quanh cạnh AB, ta thu được các hình có diện tích toàn phần theo thứ tự bằng Sa,Sb,Sc. Khẳng định nào sau đây đúng?
Chọn A. Gọi H là hình chiếu của A lên cạnh BC, ta có đường cao AH=h=abc. 1. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh BC, ta thu được hình ghép bởi hai hình nón có chung đáy bán kính R=h, đường sinh lần lượt là b và c (không có diện tích đáy ở ngoài): Sa=πhb+πhc=πh(b+c)=πabc(b+c). 2. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh AC, ta thu được hình nón có bán kính đáy R=c, đường cao h1=b, đường sinh l=a: Sb=πRl+πR2=πca+πc2=πc(a+c). 3. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh AB, ta thu được hình nón có bán kính đáy R=b, đường cao h2=c, đường sinh l=a: Sc=πRl+πR2=πba+πb2=πb(a+b). Vì b<c nên b2<c2 và ba<ca⟹πb(a+b)<πc(a+c), do đó Sb>Sc. Tiếp theo ta so sánh Sc và Sa: Sc=πb(a+b)=aπb(a2+ab)=aπb(b2+c2+ab). Sa=aπbc(b+c)=aπb(c(b+c))=aπb(c2+bc). Ta xét hiệu: (b2+c2+ab)−(c2+bc)=b2+ab−bc=b(b+a−c). Theo bất đẳng thức tam giác cho tam giác vuông ABC, ta luôn có a+b>c⟺b+a−c>0. Do đó b(b+a−c)>0⟹Sc>Sa. Kết hợp lại ta được: Sb>Sc>Sa.
Trong không gian, cho tam giác ABC vuông tại A có AB=a và BC=a5. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh góc vuông AC ta được một khối tròn xoay. Thể tích của khối tròn xoay đó bằng
Khi quay tam giác ABC vuông tại A quanh cạnh AC, ta được khối nón tròn xoay có bán kính đáy r=AB=a và chiều cao h=AC. Theo định lý Pythagore trong tam giác ABC vuông tại A: AC=BC2−AB2=5a2−a2=2a. Thể tích khối nón tròn xoay là: V=31πr2h=31πa2(2a)=32πa3.
Trong không gian, cho tam giác ABC vuông tại A, BC=2a, ABC=30∘. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh góc vuông AB thì đường gấp khúc ABC tạo thành một hình nón. Diện tích xung quanh của hình nón đó bằng
Trong không gian, cho tam giác ABC vuông tại A, AB=a và AC=2a. Khi quay tam giác ABC quanh cạnh BC thì tạo thành một khối tròn xoay. Diện tích toàn phần của khối tròn xoay đó bằng