Hình tứ diện đều có tất cả bao nhiêu cạnh?

Hình tứ diện đều là gì? Có bao nhiêu mặt phẳng đối xứng, cạnh, trục, tâm đối xứng? Công thức tính thể tích hình tứ diện đều là gì? Trong bài viết ngày hôm nay, baonhieu.net sẽ đi hướng dẫn và giải đáp về khái niệm cũng như các tính chất, công thức liên quan đến hình tứ diện đều để mọi người cùng tham khảo nhé.

Mục lục

Hình tứ diện đều là gì?

Hình tứ diện đều là một trong những khái niệm khá dễ hiểu. Cụ thể, trong không gian cho 4 điểm không đồng phẳng A, B, C, D. Khối đa diện có 4 đỉnh A, B, C, D gọi là khối tứ diện. Nếu những khối tự diện này có các mặt là tam giác đều thì được gọi là khối tứ diện đều.

Nói một cách dễ hiểu nhất thì tứ diện đều là tứ diện có 4 mặt là tam giác đều. Tứ diện đều là một hình chóp tam giác đều và  ngược lại, nếu hình chóp tam giác đều có thêm điều kiện cạnh bên bằng cạnh đáy thì sẽ tạo ra tứ diện đều.

Hình tứ diện đều có bao nhiêu mặt phẳng đối xứng, cạnh, trục, tâm đối xứng?

Tứ diện đều có 4 mặt và 6 cạnh. Cụ thể là:

• 4 mặt tứ diện là [ABC]; [ACD]; [ABD]; [BDC].
• 6 cạnh của tứ diện là AB; AC; AD; BD; BC; CD.
• Trong đó các cạnh bên đều sẽ bằng nhau:  AB = AC = AD = BD = BC = CD.
• Góc ở mỗi mặt tứ diện là 60 độ.

Hình tứ diện đều có 6 mặt đối xứng. Mỗi mặt đều chứa 1 cạnh và trung điểm cạnh đối diện [hình vẽ].

6 mặt đối xứng của hình tứ diện đều

Tứ diện đều có các cặp cạnh đối vuông góc, đoạn nối trung điểm 2 cạnh đối là đoạn vuông góc chung của 2 cạnh đối đó. Và khoảng cách giữa hai cạnh đối diện của tứ diện đều bằng độ dài đoạn thẳng nối hai trung điểm của hai cạnh đối diện ấy.

Cách vẽ hình tứ diện đều chuẩn xác

Việc vẽ hình là một bước rất quan trọng, hình vẽ chính xác thì bạn mới có thể giải được bài toán một cách dễ dàng nhất. Do đó khi giải toán liên quan đến hình tứ diện thì bạn cần lưu ý về cách vẽ hình. Cụ thể cách vẽ tứ diện đều ABCD ta thực hiện theo các bước sau:

Cách vẽ hình tứ diện đều chính xác

• Coi hình tứ diện đều là một hình chóp tam giác đều. Chẳng hạn A.BCD.
• Đầu tiên bạn vẽ mặt là mặt đáy. Chẳng hạn là mặt BCD.
• Sau đó vẽ một đường trung tuyến của mặt đáy BCD. Chẳng hạn BM là trung tuyến của tam giác BCD.
• Xác định trọng tâm G của tam giác BCD và G chính là tâm của đáy.
• Dựng đường cao [đường thẳng đi qua G song song với mép bên vở hoặc tờ giấy của các bạn].
• Xác định điểm A trên đường vừa dựng và hoàn thiện hình.

Lưu ý: Tứ diện đều cạnh a là tứ diện có tất cả các cạnh bằng a.

Cách tính thể tích hình tứ diện

Giả sử ABCD là khối tứ diện đều cạnh a, G là trọng tâm tam giác BCD [hình như trên] thì bạn có thể tính thể tích hình tứ diện đều theo công thức sau:

Cách tính thể tích hình tứ diện đều

Mọi câu hỏi khác đều có đáp án tại trang: Đáp Án Chuẩn

Bài viết đã giải đáp một số kiến thức về tính chất cũng như cách tính thế tích hình tứ diện đều một cách cụ thể nhất. Hi vọng đây sẽ là những kiến thức cần thiết để bạn có thể vận dụng vào giải bài tập nhé. Chúc các bạn thành công!

VnDoc xin mời các bạn cùng tham khảo tài liệu Tứ diện đều được VnDoc.com tổng hợp và biên soạn. Mời thầy cô và các bạn học sinh cùng theo dõi bài viết dưới đây.

1. Tứ diện

• Tứ diện là hình có bốn đỉnh, thường được kí hiệu A, B, C, D. Bất kì điểm nào trong số các điểm trên được gọi là đỉnh, mặt tam giác đối diện với đỉnh đó được gọi là đáy. 
• Ví dụ: Chọn A là đỉnh thì [BCD] là mặt đáy.

2. Tứ diện đều

• Tứ diện đều là tứ diện có 4 mặt là tam giác đều.
• Tứ diện đều là một hình chóp tam giác đều.
• Hình chóp tam giác đều có thêm điều kiện cạnh bên bằng cạnh đáy là tứ diện đều.

3. Tính chất tứ diện đều

- Tứ diện đều có các tính chất như sau:

+ Bốn mặt xung quanh là các tam giác đều bằng nhau.
+ Các mặt của tứ diện là những tam giác có ba góc đều nhọn.
+ Tổng các góc tại một đỉnh bất kì của tứ diện là 180.

+ Hai cặp cạnh đối diện trong một tứ diện có độ dài bằng nhau.
+ Tất cả các mặt của tứ diện đều tương đương nhau.
+ Bốn đường cao của tứ diện đều có độ dài bằng nhau.
+ Tâm của các mặt cầu nội tiếp và ngoại tiếp nhau, trùng với tâm của tứ diện.
+ Hình hộp ngoại tiếp tứ diện là hình hộp chữ nhật.
+ Các góc phẳng nhị diện ứng với mỗi cặp cạnh đối diện của tứ diện bằng nhau.
+ Đoạn thẳng nối trung điểm của các cạnh đối diện là một đường thẳng đứng vuông góc của cả hai cạnh đó.
+ Một tứ diện có ba trục đối xứng.
+ Tổng các cos của các góc phẳng nhị diện chứa cùng một mặt của tứ diện bằng 1.

4. Cách vẽ tứ diện đều

Bước 1: Đầu tiên các bạn hãy xem hình tứ diện đều là môt hình chóp tam giác đều ABCD.
Bước 2: Tiến hành vẽ mặt là cạnh đáy ví dụ là mặt BCD.

Bước 3: Tiếp theo các bạn tiến hành vẽ một đường trung tuyến của mặt đáy BCD. Ví dụ đường trung tuyến này là BM.
Bước 4: Sau đó các bạn tiến hành xác định trọng tâm G của tam giác BCD này
Bước 5: Tiến hành dựng đường cao.
Bước 6: Xác định điểm A trên đường vừa dựng và hoàn thiện hình tứ diện đều.

5. Thể tích tứ diện đều

- Một tứ diện đều sẽ có 6 cạnh bằng nhau và 4 mặt tam giác đều sẽ có các công thức tính thể tích như sau:

+ Thể tích tứ diện ABCD: Thể tích của một khối tứ diện bằng một phần ba tích số của diện tích mặt đáy và chiều cao của khối tứ diện tương ứng:
+ Thể tích tứ diện đều tam giác S.ABC: Thể tích của một khối chóp bằng một phần ba tích số của diện tích mặt đáy và chiều cao của khối chóp đó:

6. Công thức tính nhanh thể tích tứ diện đều cạnh a

Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. từ A kẻ AH là đường cao của hình chóp A.BCD, H thuộc [BCD] thì H sẽ là tâm của tam giác đều BCD. Suy ra 

• Chiều cao của hình chóp A.BCD đều cạnh a là
• Thể tích khối tứ diện đều cạnh a là

4. Bài tập tính thể tích khối tứ diện đều

Câu 1: Khối chóp tứ diện đều cạnh a có thể tích bằng:

Câu 2: Số mặt phẳng đối xứng của hình tứ diện đều là:

Câu 3: Trung điểm các cạnh của một tứ diện đều tạo thành:

A. Các đỉnh của một hình hai mươi mặt đều.

B. Các đỉnh của một hình mười hai mặt đều.

C. Các đỉnh của một hình bát diện đều.

D. Các đỉnh của một hình tứ diện.

Câu 4: Cho khối chóp tam giác đều S. ABC có cạnh đáy bằng a, cạnh bên gấp 2 lần cạnh đáy. Tính theo a thể tích V của khối chóp S.ABC.

Câu 5: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy a và cạnh bên bằng . Tính thể tích khối chóp S.ABC.

Câu 6: Cho tứ diện đều ABCD có thể tích bằng 12 và G là trọng tâm của tam giác BCD. tính thể tích của khối chóp A.GBC.

Câu 7: Cho tứ diện đều ABCD có canh 2a. Tính thể tích khối tứ diện ABCD theo a

Câu 8: Cho tứ diện đều ABCD có canh . Tính thể tích khối tứ diện ABCD theo a

Câu 9: Cho tứ diện đều ABCD có thể tích bằng 1. Tìm độ dài các cạnh của tứ diện

A.

B.

C.

D.

Bài tập tự luận

Bài 1: Hãy tính thể tích khối tứ diện đều ABCD biết:

a] cạnh AB = 4 cm

b] cạnh CD = 6 cm

c] cạnh BD = 3 cm

Hướng dẫn giải

a] Vì là tứ diện đều nên các cạnh có độ dài bằng nhau: BC = CD = DA = BD = AC = AB = 4 cm nên thể tích là

Cho hình tứ diện đều ABCD cạnh a = 5 cm. Hỏi thế tích bằng bao nhiêub] Vì là tứ diện đều nên AB = BC = DA = BD = AC = CD = 6 cm nên thể tích là

c] Vì là tứ diện đều nên AB = BC = CD = DA = AC = BD = 3 cm nên thể tích

Bài 2: Cho hình chóp đều S.ABCD [đáy là hình vuông], đường SA vuông góc với mặt phẳng [ABCD]. Xác định hình chóp này có mặt đối xứng nào.

Lời giải:

Ta có: BD vuông góc với AC, BD vuông góc với SA. Suy ra, BD vuông góc với [SAC]. Từ đó ta suy ra [SAC] là mặt phẳng trung trực của BD. Ta kết luận rằng, [SAC] là mặt đối xứng của hình chóp và đây là mặt phẳng duy nhất.

Bài 3: Tìm số mặt phẳng đối xứng của hình tứ diện đều.

Lời giải: Các mặt phẳng đối xứng của hình tứ diện đều là các mặt phẳng chứa một cạnh và qua trung điểm cạnh đối diện. Vì vậy, hình tứ diện đều sẽ có 6 mặt phẳng đối xứng.

Bài 4: Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. Tính góc giữa AB và CD?

Bài 5: Cho ABCD là tứ diện đều, cạnh a. Kéo dài BC 1 đoạn CE = a. Kéo dài BD 1 đoạn DF = a. M là trung điểm của AB.

a. Tìm thiết diện của tứ diện với mp[MEF].

b. Tính diện tích của thiết diện theo a.

----------------------------------------------------------------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Thể tích tứ diện đều. Bài viết giúp chúng ta nắm được nội dung khái niệm về tứ diện đều là tứ diện có 4 mặt là tam giác đều, nhận biết được các tính chất của tứ diện đều. Hi vọng qua bài viết bạn đọc có thể học tập tốt hơn môn Toán lớp 11 nhé. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Toán 11