Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Bài 24:
Để giải quyết các bài toán liên quan đến góc giữa đường thẳng và mặt phẳng, chúng ta sẽ áp dụng các kiến thức về hình học không gian đã học ở lớp 11. Dưới đây là một ví dụ cụ thể để minh họa cách giải quyết loại bài toán này.
Bài toán: Cho đường thẳng có phương trình tham số:
và mặt phẳng có phương trình:
Tìm góc giữa đường thẳng và mặt phẳng .
Giải:
1. Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng :
Đường thẳng có phương trình tham số:
Từ đó, vectơ chỉ phương của đường thẳng là:
2. Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng :
Mặt phẳng có phương trình:
Từ đó, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng là:
3. Tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng :
Gọi góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là . Ta có:
Trong đó:
Do đó:
4. Kết luận:
Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là:
Đáp số:
Câu 1:
a/ Ta có suy ra
Mà là hình chữ nhật nên
Do đó
Suy ra
Mặt khác nên
b/ Tương tự câu a ta chứng minh được
c/ Ta có suy ra suy ra
Do đó
Câu 2:
a/ Ta có nên .
Lại có ABC là tam giác cân tại A, K là trung điểm của BC nên .
Do đó (vì BC vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau SA và AK thuộc (SAK)).
b/ Vì nên .
Mặt khác, ta có nên .
Xét tam giác SAB và SAC, ta có:
- SA chung
-
- AB = AC (vì ABC là tam giác cân tại A)
Do đó tam giác SAB và SAC bằng nhau (cạnh huyền - cạnh góc vuông).
Suy ra SB = SC, vậy tam giác SBC cân tại S.
Câu 3:
Để chứng minh rằng , ta cần chứng minh rằng vuông góc với mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng .
Bước 1: Xác định các đường thẳng vuông góc đã biết:
- , do đó .
- là tam giác vuông tại , do đó .
Bước 2: Áp dụng tính chất của đường thẳng vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau trong cùng một mặt phẳng:
- vuông góc với cả và , trong đó và là hai đường thẳng cắt nhau trong mặt phẳng .
Bước 3: Kết luận:
- Theo tính chất trên, nếu một đường thẳng vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau trong cùng một mặt phẳng thì nó vuông góc với mặt phẳng đó. Do đó, .
Vậy ta đã chứng minh được .
Câu 4:
a/ Góc giữa SB và mp(ABC) là góc SBA. Ta có:
Do đó, góc SBA là .
b/ Góc giữa SC và mp(ABC) là góc SCA. Ta có:
Do đó, góc SCA là .
c/ Gọi M, N lần lượt là trung điểm của SB, SC. Ta có:
Góc giữa đường thẳng MN và AB là góc MNB. Ta có:
Do đó, góc MNB là .
d/ Góc giữa SC và mp(SAB) là góc SCA. Ta đã tính ở phần b:
Do đó, góc SCA là .
Câu 5:
a/ Gọi H là trung điểm của AD thì SH là đường cao hạ từ S xuống mặt phẳng (ABCD). Vậy góc giữa SO và mp(ABCD) chính là góc SOH.
Ta có:
Vậy:
b/ Gọi K là trung điểm của AD thì SK là đường cao hạ từ S xuống mặt phẳng (SAD). Vậy góc giữa SC và mp(SAD) chính là góc SCK.
Ta có:
Vậy:
c/ Gọi I là trung điểm của AB thì SI là đường cao hạ từ S xuống mặt phẳng (SAB). Vậy góc giữa đường thẳng CD và SB chính là góc SIB.
Ta có:
Vậy:
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.