Câu 17.
Để tính đường chéo của hình lập phương có cạnh bằng , ta thực hiện các bước sau:
1. Tính chiều dài đường chéo mặt của hình lập phương:
- Đường chéo của một hình vuông (mặt của hình lập phương) có công thức là , trong đó là độ dài cạnh của hình vuông.
- Với cạnh , ta có:
2. Tính chiều dài đường chéo của hình lập phương:
- Đường chéo của hình lập phương có công thức là , trong đó là độ dài cạnh của hình lập phương.
- Với cạnh , ta có:
Vậy đường chéo của hình lập phương có cạnh bằng là 3.
Đáp số: 3
Câu 18.
Để tính thể tích của khối chóp cụt đều , ta sử dụng công thức thể tích của khối chóp cụt:
Trong đó:
- là khoảng cách giữa hai đáy.
- là diện tích đáy dưới.
- là diện tích đáy trên.
Bước 1: Tính diện tích đáy dưới
Đáy dưới là hình vuông có cạnh bằng 2, nên diện tích là:
Bước 2: Tính diện tích đáy trên
Đáy trên là hình vuông có cạnh bằng 3, nên diện tích là:
Bước 3: Thay các giá trị vào công thức thể tích
Vậy thể tích của khối chóp cụt đều là 19.
Câu 19.
Để giải phương trình , ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Phương trình có nghĩa là:
Từ , ta có:
Từ , ta có:
Kết hợp hai điều kiện trên, ta có:
Bước 2: Giải phương trình
Do , suy ra:
Rearrange the equation:
Bước 3: Tìm nghiệm của phương trình bậc hai
Ta giải phương trình bậc hai bằng cách sử dụng công thức nghiệm:
Ở đây, , , và . Thay vào công thức:
Vậy ta có hai nghiệm:
Bước 4: Kiểm tra điều kiện xác định
Chúng ta đã xác định điều kiện . Do đó, nghiệm bị loại vì không thỏa mãn điều kiện.
Vậy nghiệm duy nhất của phương trình là:
Kết luận:
Nghiệm của phương trình là .
Câu 20.
Để tính khoảng cách giữa đường thẳng BD và SC trong hình chóp S.ABCD, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định hệ tọa độ:
- Chọn gốc tọa độ tại A, trục Ox đi qua B, trục Oy đi qua D, trục Oz đi qua S.
- Các đỉnh của hình chóp có tọa độ:
- A(0, 0, 0)
- B(2, 0, 0)
- C(2, 2, 0)
- D(0, 2, 0)
- S(0, 0, 2√2)
2. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (SCD):
- Vectơ CD = (-2, 0, 0)
- Vectơ CS = (-2, -2, 2√2)
- Vectơ pháp tuyến n của mặt phẳng (SCD) là tích vector của CD và CS:
3. Phương trình mặt phẳng (SCD):
- Mặt phẳng (SCD) có vectơ pháp tuyến n = (0, 4√2, 4).
- Phương trình mặt phẳng (SCD) đi qua điểm C(2, 2, 0):
4. Tìm khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (SCD):
- Khoảng cách từ điểm B(2, 0, 0) đến mặt phẳng (SCD) được tính bằng công thức khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng:
- Với a = 0, b = √2, c = 1, d = -2√2 và điểm B(2, 0, 0):
5. Kết luận:
- Khoảng cách giữa đường thẳng BD và SC là .
Đáp số:
Câu 21.
Gọi hai bìa của cuốn sách là mặt phẳng và mặt phẳng , gáy của cuốn sách là đường thẳng . Mặt bàn là mặt phẳng .
Theo đề bài, ta có và .
Ta cần chứng minh rằng đường thẳng vuông góc với mặt phẳng .
Bước 1: Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của hai mặt phẳng và là đường thẳng , tức là gáy của cuốn sách.
Bước 2: Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của hai mặt phẳng và là đường thẳng .
Bước 3: Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của hai mặt phẳng và là đường thẳng .
Bước 4: Xác định vị trí của đường thẳng trong mặt phẳng và .
- Đường thẳng nằm trong cả hai mặt phẳng và .
Bước 5: Xác định vị trí của đường thẳng so với mặt phẳng .
- Vì và , nên đường thẳng vuông góc với cả hai đường thẳng và .
Bước 6: Kết luận.
- Đường thẳng vuông góc với hai đường thẳng và nằm trong mặt phẳng , do đó đường thẳng vuông góc với mặt phẳng .
Vậy gáy của cuốn sách vuông góc với mặt bàn.
Đáp số: Gáy của cuốn sách vuông góc với mặt bàn.