LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 11·10 / 2026

KC · 0545 phút

Tỉ số thể tích và cực trị thể tích, khoảng cách

Tích các tỉ số cạnh

Cần học trướcKC · 04 · Thể tích khối chóp, lăng trụ và chóp cụt đềuKC · 02 · Đổi điểm khi tính khoảng cáchKC · 01 · Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng

Mục tiêu

  • Dùng công thức V′V=SA′SA⋅SB′SB⋅SC′SC\dfrac{V'}{V} = \dfrac{SA'}{SA}\cdot\dfrac{SB'}{SB}\cdot\dfrac{SC'}{SC} cho hai tứ diện chung đỉnh, và chia một khối đa diện thành các tứ diện để tính tỉ số.
  • Xử lý mặt phẳng cắt hình chóp có đáy hình bình hành bằng hệ thức giữa các tỉ số.
  • Đặt biến, tìm miền xác định và tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của thể tích hoặc khoảng cách bằng bất đẳng thức AM-GM hoặc đạo hàm.

Khởi động

Một chiếc bánh kem hình chóp bị cắt một nhát phẳng, lấy mất phần ở đỉnh. Nhát cắt ở giữa chiều cao thì phần lấy đi chỉ bằng 18\dfrac18 cả chiếc bánh (vì kích thước giảm một nửa theo cả ba chiều). Nếu nhát cắt nghiêng, chạm ba cạnh ở những điểm chia khác nhau, phần bị lấy đi là bao nhiêu? Công thức tỉ số thể tích trả lời mà không cần tính chiều cao hay diện tích nào cả.

01Kiến thức cần nhớ

1. Tỉ số thể tích của hai tứ diện chung đỉnh

(Nhiều tài liệu gọi đây là công thức Simson cho tứ diện.) Lí do: gọi hh, h′h' là khoảng cách từ AA, A′A' đến (SBC)(SBC); theo quy tắc tỉ số h′h=SA′SA\dfrac{h'}{h} = \dfrac{SA'}{SA}. Hai tam giác SB′C′SB'C' và SBCSBC chung góc SS nên SSB′C′SSBC=SB′SB⋅SC′SC\dfrac{S_{SB'C'}}{S_{SBC}} = \dfrac{SB'}{SB}\cdot\dfrac{SC'}{SC}. Nhân hai tỉ số, nhớ V=13ShV = \dfrac13 S h.

ABSC = C'A'B'
Tam giác A'B'C' tô xanh: SA'/SA = 1/2, SB'/SB = 1/3, SC'/SC = 1 nên V' / V = 1/2 · 1/3 · 1 = 1/6.
Tương tácTích ba tỉ số

Kéo A', B', C' trên SA, SB, SC. Tỉ số thể tích V'/V luôn bằng tích ba tỉ số; thử đưa một điểm về S để khối co lại bằng 0.

2. Chia khối và các tỉ số có sẵn

  • Lăng trụ ABC.A′B′C′ABC.A'B'C' có thể tích VV: VA′.ABC=V3V_{A'.ABC} = \dfrac V3 và VA′.BCC′B′=2V3V_{A'.BCC'B'} = \dfrac{2V}{3}.
  • Hình hộp ABCD.A′B′C′D′ABCD.A'B'C'D' có thể tích VV: VA′.ABD=V6V_{A'.ABD} = \dfrac V6; tứ diện ACB′D′ACB'D' có thể tích V3\dfrac V3 (hình hộp trừ bốn tứ diện góc, mỗi tứ diện V6\dfrac V6).
  • Hình chóp bị mặt phẳng song song với đáy cắt: phần chóp nhỏ (chứa đỉnh) có thể tích k3Vk^3 V, phần còn lại (1−k3)V(1 - k^3)V, với kk là tỉ số SA′SA\dfrac{SA'}{SA}.
  • Tứ diện vuông OABCOABC (OA=aOA = a, OB=bOB = b, OC=cOC = c đôi một vuông góc): V=abc6V = \dfrac{abc}{6}.
  • Hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy là hình bình hành: mỗi tứ diện S.ABCS.ABC, S.BCDS.BCD, S.CDAS.CDA, S.DABS.DAB có thể tích V2\dfrac V2.

3. Cực trị

  • AM-GM: với u,v,w≥0u, v, w \ge 0: u+v+w3≥uvw3\dfrac{u+v+w}{3} \ge \sqrt[3]{uvw}, dấu bằng khi u=v=wu = v = w. Nhóm các thừa số sao cho tổng không đổi.
  • Đạo hàm: V(x)V(x) khả vi trên khoảng, giải V′(x)=0V'(x) = 0, xét dấu V′V' để kết luận cực đại.
  • Luôn tìm miền của biến (hình phải tồn tại) và kiểm tra giá trị tìm được thuộc miền.

02Tóm tắt

Nội dungCông thức
Hai tứ diện chung đỉnh SSV′V=SA′SA⋅SB′SB⋅SC′SC\dfrac{V'}{V} = \dfrac{SA'}{SA}\cdot\dfrac{SB'}{SB}\cdot\dfrac{SC'}{SC}
Lăng trụVA′.ABC=V3V_{A'.ABC} = \dfrac V3
Mặt phẳng song song đáyphần chóp nhỏ k3Vk^3 V
Đáy hình bình hành1a+1c=1b+1d\dfrac1a + \dfrac1c = \dfrac1b + \dfrac1d, V′V=ac(b+d)2\dfrac{V'}{V} = \dfrac{ac(b + d)}{2}
Tứ diện vuôngV=abc6V = \dfrac{abc}{6}
Cực trịMiền của biến, AM-GM hoặc đạo hàm, kiểm điều kiện đạt được
  • Cực trị: kết quả phải nêu cả giá trị lớn nhất lẫn vị trí (khi nào dấu bằng xảy ra).
Tiếp theoPhương pháp →