Mặt cầu và khối cầu trong hình học
Khái niệm về mặt cầu
Theo hình học, mặt cầu là tập hợp những điểm nằm trên một mặt phẳng và cách một điểm cố định I một khoảng cách bằng bán kính R = IA.
Khái niệm về khối cầu
Khối cầu là một hình học được tạo thành bởi tập hợp các điểm nằm trong một mặt cầu và cùng bán kính R = IA với mặt cầu.
Khối cầu là một trong những hình học cơ bản trong toán học và được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn, ví dụ như trong công nghệ sản xuất, vật lý và khoa học vật liệu.
Tính chất của khối cầu
Khối cầu có một số tính chất đáng chú ý, bao gồm:
- Thể tích của khối cầu được tính bằng công thức V = ⁴⁄₃πr³, trong đó r là bán kính của khối cầu. Đây là công thức đầy đủ và chính xác nhất để tính thể tích của khối cầu.
- Diện tích bề mặt của khối cầu được tính bằng công thức S = 4πr².
- Khối cầu có đường kính lớn nhất trong tất cả các hình học có cùng thể tích.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về tính chất của khối cầu tại đây.
Công thức tính thể tích khối cầu
Để tính thể tích khối cầu, ta cần tìm bán kính của nó và áp dụng vào công thức:
V = ⁴⁄₃πr³
Trong đó:
- V là thể tích của khối cầu, tính theo đơn vị khối như cm3, m3, và v.v.
- r là bán kính của khối cầu.
- π là hằng số số pi có giá trị khoảng 3.14.
Đây là công thức đầy đủ và chính xác nhất để tính thể tích khối cầu.
Bạn có thể tham khảo thêm các công thức liên quan đến hình học khác tại đây.
Công thức tính diện tích mặt cầu
Để tính diện tích mặt cầu, ta sử dụng công thức S = 4πR2.
Trong đó:
- S là diện tích mặt cầu, tính theo đơn vị đo lường diện tích như m2, cm2, và v.v.
- R là bán kính của mặt cầu.
- π là hằng số số pi có giá trị khoảng 3.14.
Công thức trên là công thức đầy đủ và chính xác nhất để tính diện tích mặt cầu.
Tính chất của diện tích mặt cầu
Diện tích mặt cầu là một trong những tính chất cơ bản của hình học không gian và có những đặc điểm đáng chú ý sau:
- Diện tích mặt cầu không phụ thuộc vào vị trí của trục tâm của mặt cầu.
- Diện tích mặt cầu tỷ lệ thuận với bán kính của mặt cầu, tức là khi bán kính tăng lên thì diện tích mặt cầu cũng tăng theo.
- Diện tích mặt cầu là một trong những tính chất cơ bản của hình học không gian và được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn, ví dụ như trong thiết kế kiến trúc, vật lý và khoa học vật liệu.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về tính chất của diện tích mặt cầu tại đây.
Tổng hợp các công thức cần ghi nhớ
Để giúp bạn tính toán và giải quyết các bài toán liên quan đến hình cầu, dưới đây là các công thức cơ bản cần ghi nhớ:
Thể tích khối cầu
Công thức tính thể tích khối cầu là:
V = ⁴⁄₃πr³
Trong đó:
- V là thể tích của khối cầu, tính theo đơn vị khối như cm3, m3, và v.v.
- r là bán kính của khối cầu.
- π là hằng số số pi có giá trị khoảng 3.14.
Diện tích mặt cầu
Công thức tính diện tích mặt cầu là:
S = 4πR2
Trong đó:
- S là diện tích mặt cầu, tính theo đơn vị đo lường diện tích như m2, cm2, và v.v.
- R là bán kính của mặt cầu.
- π là hằng số số pi có giá trị khoảng 3.14.
Bán kính và đường kính mặt cầu/hình cầu
Trong hình học không gian, bán kính và đường kính của mặt cầu/hình cầu có mối liên hệ như sau:
- Bán kính R của mặt cầu/hình cầu là khoảng cách từ trung tâm của mặt cầu/hình cầu đến bất kỳ điểm nào trên mặt cầu/hình cầu.
- Đường kính d của mặt cầu/hình cầu là khoảng cách từ hai điểm trên mặt cầu/hình cầu nằm trên đường kính, tính bằng công thức d = 2R.
Chúng tôi hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đầy đủ thông tin về các công thức cần ghi nhớ khi tính toán và giải quyết các bài toán liên quan đến hình cầu. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về hình học không gian, bạn có thể tham khảo thêm tại đây
Công thức cách tính thể tích hình cầu – YouTube
CÁCH TÍNH THỂ TÍCH KHỐI CẦU (HÌNH CẦU)
Để tính thể tích khối cầu (hình cầu), bạn có thể làm theo các bước sau:
Bước 1: Viết công thức tính thể tích hình cầu ra giấy nháp
Để tính thể tích khối cầu (hình cầu), chúng ta sử dụng công thức:
V = ⁴⁄₃πr³
Đây là công thức cơ bản và rất quan trọng để giải quyết các bài toán liên quan đến hình cầu.
Bước 2: Tìm kích thước bán kính
Bán kính của khối cầu (hình cầu) là thông số quan trọng để áp dụng công thức tính thể tích. Nếu đề bài cung cấp kích thước bán kính, chúng ta có thể chuyển sang bước tiếp theo. Nếu đề bài cho đường kính, ta có thể chia đôi để tìm bán kính.
Bước 3: Thay vào công thức tính thể tích hình cầu
Sau khi tìm được bán kính, chúng ta thay giá trị vào công thức V = ⁴⁄₃πr³ để tính thể tích. Lưu ý đơn vị thể tích được tính theo đơn vị khối như cm3, m3, và v.v.
Bạn có thể tham khảo thêm về cách tính thể tích khối cầu (hình cầu) tại đây.
BÀI TẬP VỀ THỂ TÍCH KHỐI CẦU (HÌNH CẦU)
Câu 1: Tính thể tích khối cầu
Cho hình tròn có chu vi là 31,4 cm. Hãy tính thể tích khối cầu có bán kính bằng bán kính của hình tròn vừa cho.
Giải:
Chu vi hình tròn C = 2πr = 31.4 cm
=> Bán kính r = C/2π = 5 cm
Thể tích khối cầu đã cho là:
V = ⁴⁄₃πr³ = 4/3.3,14.(5)³ = 523,3 cm³
Câu 2: Tính thể tích khối cầu
Tính thể tích khối cầu có đường kính d = 4 cm.
Giải:
Bán kính r = d/2 = 2 cm
Thể tích khối cầu là:
V = ⁴⁄₃πr³ = 4/3.3,14.(2)³ = 33,49 cm³
Câu 3: Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp tứ diện đều ABCD
Cho tứ diện đều ABCD có cạnh đáy bằng a. Thể tích khối cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD bằng:
V = ⁴⁄₃πa³
Bạn có thể tham khảo thêm về các bài tập liên quan đến hình cầu tại đây.
Câu 4: Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình chóp tứ giác đều S.ABCD
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và góc giữa mặt bên và đáy bằng α. Diện tích của mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S.ABCD bằng:
S = πa²(cosα + 1)
Câu 6: Tính thể tích khối cầu nội tiếp khối lập phương
Thể tích khối cầu nội tiếp khối lập phương có cạnh bằng a là:
V = ⁴⁄₃πa³
Câu 7: Tính diện tích mặt cầu ngoại tiếp hình lăng trụ tam giác đều
Cho hình lăng trụ tam giác đều có cạnh đáy và cạnh bên cùng bằng a. Diện tích của hình cầu ngoại tiếp hình lăng trụ này bằng:
S = 2πa²
Câu 8: Tính thể tích khối cầu ngoại tiếp khối lập phương
Thể tích của khối cầu ngoại tiếp khối lập phương có cạnh bằng a là:
V = πa³
Nguồn tham khảo: https://mathworld.wolfram.com/Circumsphere.html