Câu 1.
Để kiểm tra các mệnh đề, chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng mệnh đề dựa trên thông tin đã cho về hình chóp S.ABCD.
1. Mệnh đề: SA vuông góc với đáy ABCD
- Đúng vì theo đề bài, SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD.
2. Mệnh đề: SD vuông góc với AB
- Ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với AB hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với AB.
- Mặt khác, AB nằm trong mặt phẳng đáy ABCD, và SD nằm trong mặt phẳng SAD.
- Để SD vuông góc với AB, ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với AB trong mặt phẳng SAD hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với AD.
- Do đó, SD vuông góc với AB trong mặt phẳng SAD.
- Kết luận: Đúng.
3. Mệnh đề: SD vuông góc với BC
- Ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với BC hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với BC.
- Mặt khác, BC nằm trong mặt phẳng đáy ABCD, và SD nằm trong mặt phẳng SDC.
- Để SD vuông góc với BC, ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với BC trong mặt phẳng SDC hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với CD.
- Do đó, SD vuông góc với BC trong mặt phẳng SDC.
- Kết luận: Đúng.
4. Mệnh đề: SD vuông góc với AC
- Ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với AC hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với AC.
- Mặt khác, AC nằm trong mặt phẳng đáy ABCD, và SD nằm trong mặt phẳng SAC.
- Để SD vuông góc với AC, ta cần kiểm tra xem SD có vuông góc với AC trong mặt phẳng SAC hay không.
- Vì SA vuông góc với đáy ABCD, nên SA vuông góc với AC.
- Do đó, SD vuông góc với AC trong mặt phẳng SAC.
- Kết luận: Đúng.
Tóm lại:
- Mệnh đề 1: Đúng
- Mệnh đề 2: Đúng
- Mệnh đề 3: Đúng
- Mệnh đề 4: Đúng
Câu 6.
Để giải quyết các mệnh đề trên, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết.
Mệnh đề a)
Đề bài: và
- Vì là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy , nên . Do đó, là đường cao hạ từ đỉnh xuống đáy , và vì là trung điểm của , suy ra . Hơn nữa, do nằm trong mặt phẳng vuông góc với , nên .
- Mặt khác, nằm trong mặt phẳng và cũng nằm trong mặt phẳng . Vì nằm trong mặt phẳng vuông góc với , nên . Do đó, .
Kết luận: Mệnh đề a) Đúng.
Mệnh đề b)
Đề bài:
- Ta xét góc giữa hai mặt phẳng và . Vì là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy , nên góc giữa và sẽ là góc giữa và .
- Vì là tam giác đều, nên góc . Do đó, góc giữa và là .
Kết luận: Mệnh đề b) Đúng.
Mệnh đề c)
Đề bài:
- Ta xét góc giữa hai mặt phẳng và . Vì là hình vuông, nên . Mặt khác, là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy , nên . Do đó, góc giữa và là góc giữa và , tức là .
Kết luận: Mệnh đề c) Đúng.
Mệnh đề d)
Đề bài:
- Ta xét góc giữa hai mặt phẳng và . Vì là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy , nên góc giữa và sẽ là góc giữa và .
- Vì là tam giác đều, nên góc . Do đó, góc giữa và là góc giữa và . Ta có thể tính góc này bằng cách sử dụng các công thức về góc giữa hai đường thẳng trong không gian.
Kết luận: Mệnh đề d) Đúng.
Tổng kết
- Mệnh đề a) Đúng.
- Mệnh đề b) Đúng.
- Mệnh đề c) Đúng.
- Mệnh đề d) Đúng.
Câu 2.
Để kiểm tra các mệnh đề, chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng mệnh đề dựa trên thông tin đã cho về hình chóp S.ABCD.
1. Mệnh đề 1: Mặt phẳng (SAB) vuông góc với mặt phẳng (ABCD)
Vì SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD, nên mặt phẳng (SAB) sẽ vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Do đó, mệnh đề này là đúng.
2. Mệnh đề 2: Mặt phẳng (SAD) vuông góc với mặt phẳng (ABCD)
Tương tự như trên, vì SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD, nên mặt phẳng (SAD) cũng sẽ vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Do đó, mệnh đề này là đúng.
3. Mệnh đề 3: Mặt phẳng (SAC) vuông góc với mặt phẳng (ABCD)
Cũng vì SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD, nên mặt phẳng (SAC) sẽ vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Do đó, mệnh đề này là đúng.
4. Mệnh đề 4: Mặt phẳng (SBD) vuông góc với mặt phẳng (ABCD)
Vì SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD, nên mặt phẳng (SBD) cũng sẽ vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Do đó, mệnh đề này là đúng.
Tóm lại, tất cả các mệnh đề đều đúng vì SA vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD, dẫn đến tất cả các mặt phẳng chứa SA đều vuông góc với mặt phẳng đáy ABCD.
Câu 7.
Để giải quyết các mệnh đề này, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết dựa trên các tính chất và kiến thức về hình học không gian đã học ở lớp 11.
Mệnh đề a)
- Ta cần xác định góc giữa mặt phẳng và mặt phẳng .
- Vì nên .
- Mặt phẳng cắt theo đường thẳng .
- Góc giữa và là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của nó lên , tức là .
- Nếu tạo với một góc , thì mệnh đề này đúng. Tuy nhiên, không có thông tin cụ thể về vị trí của điểm , nên ta không thể khẳng định chắc chắn góc này là .
- Do đó, mệnh đề này chưa đủ thông tin để xác định, nhưng nếu giả sử nằm trên và tạo với góc , thì mệnh đề này đúng.
Mệnh đề b)
- Ta cần xác định góc giữa mặt phẳng và mặt phẳng .
- Vì nên .
- Mặt phẳng cắt theo đường thẳng .
- Góc giữa và là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của nó lên , tức là .
- Nếu tạo với một góc , thì mệnh đề này đúng. Tuy nhiên, không có thông tin cụ thể về vị trí của điểm , nên ta không thể khẳng định chắc chắn góc này là .
- Do đó, mệnh đề này chưa đủ thông tin để xác định, nhưng nếu giả sử là trung điểm của và tạo với góc , thì mệnh đề này đúng.
Mệnh đề c)
- Ta cần xác định góc giữa mặt phẳng và mặt phẳng .
- Vì nên .
- Mặt phẳng cắt theo đường thẳng .
- Góc giữa và là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của nó lên , tức là .
- Nếu tạo với một góc khoảng , thì mệnh đề này đúng. Tuy nhiên, không có thông tin cụ thể về vị trí của điểm và , nên ta không thể khẳng định chắc chắn góc này là .
- Do đó, mệnh đề này chưa đủ thông tin để xác định, nhưng nếu giả sử và nằm trên và tạo với góc khoảng , thì mệnh đề này đúng.
Mệnh đề d)
- Ta cần xác định mối quan hệ giữa hai mặt phẳng và .
- Vì nên .
- Mặt phẳng chứa đường thẳng và .
- Mặt phẳng chứa đường thẳng và .
- Để , thì đường thẳng phải vuông góc với mặt phẳng .
- Nếu , thì mệnh đề này đúng. Tuy nhiên, không có thông tin cụ thể về vị trí của điểm và , nên ta không thể khẳng định chắc chắn rằng .
- Do đó, mệnh đề này chưa đủ thông tin để xác định, nhưng nếu giả sử và nằm trên và , thì mệnh đề này đúng.
Kết luận:
- Mệnh đề a) Đúng (nếu giả sử nằm trên và tạo với góc ).
- Mệnh đề b) Đúng (nếu giả sử là trung điểm của và tạo với góc ).
- Mệnh đề c) Đúng (nếu giả sử và nằm trên và tạo với góc khoảng ).
- Mệnh đề d) Đúng (nếu giả sử và nằm trên và ).
Đáp án: a) Đúng, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng.
Câu 3.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định các thông số của hình chóp S.ABCD
- Đáy ABCD là hình thoi tâm O, cạnh a, góc .
- Hình chóp S.ABCD có SO là đường cao từ đỉnh S xuống tâm O của đáy ABCD, với .
Bước 2: Xác định các tính chất của đáy ABCD
- Vì ABCD là hình thoi tâm O, nên các đường chéo AC và BD cắt nhau tại O và vuông góc với nhau.
- Góc , do đó tam giác ABC là tam giác đều, nghĩa là .
Bước 3: Tính chiều dài các đường chéo của hình thoi ABCD
- Đường chéo AC và BD chia hình thoi thành 4 tam giác đều.
- Độ dài mỗi đường chéo là .
Bước 4: Xác định các tính chất của hình chóp S.ABCD
- Vì SO là đường cao từ đỉnh S xuống tâm O của đáy ABCD, nên SO vuông góc với đáy ABCD.
- Các mặt bên của hình chóp S.ABCD là các tam giác đều, vì đáy ABCD là hình thoi tâm O và SO là đường cao.
Bước 5: Tính diện tích toàn phần của hình chóp S.ABCD
- Diện tích đáy ABCD:
- Diện tích một mặt bên (tam giác đều SAB):
- Tổng diện tích các mặt bên:
- Diện tích toàn phần của hình chóp:
Kết luận
Diện tích toàn phần của hình chóp S.ABCD là:
Câu 8.
Để giải quyết các mệnh đề trên, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết.
Mệnh đề a)
- Vì và lần lượt là trung điểm của và , nên song song với và .
- Mặt khác, vì là đỉnh của hình chóp đều, nên .
- Do đó, và cũng là đường cao hạ từ xuống và tương ứng.
- Điều này có nghĩa là và .
- Kết hợp với , ta suy ra .
Kết luận: Đúng.
Mệnh đề b)
- Ta đã biết , do đó .
- Mặt khác, là mặt phẳng chứa và , trong đó là đường cao hạ từ xuống đáy .
- Do đó, và (vì ).
Kết luận: Đúng.
Mệnh đề c)
- Ta cần tính góc giữa hai mặt phẳng và .
- Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng nằm trong mỗi mặt phẳng và vuông góc với giao tuyến của hai mặt phẳng.
- Giao tuyến của và là .
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với (do là đỉnh của hình chóp đều).
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với .
Kết luận: Sai (góc giữa hai mặt phẳng và không phải là ).
Mệnh đề d)
- Ta cần tính góc giữa hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của và là .
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với (do là đỉnh của hình chóp đều).
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với .
Kết luận: Sai (góc giữa hai mặt phẳng và không phải là ).
Mệnh đề a)
- Vì là đỉnh của hình chóp đều, nên .
- Do đó, là đường cao hạ từ xuống đáy .
- Điều này có nghĩa là và .
Kết luận: Đúng.
Mệnh đề b)
- Ta cần tính góc giữa hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của và là .
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với (do là đỉnh của hình chóp đều).
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với .
Kết luận: Sai (góc giữa hai mặt phẳng và không phải là ).
Mệnh đề c)
- Ta cần tính chiều dài đoạn thẳng , trong đó là tâm của đáy .
- Vì là hình vuông cạnh , nên là tâm của hình vuông và .
- Chiều dài là khoảng cách từ đỉnh đến tâm của đáy .
- Do đó, .
Kết luận: Đúng.
Mệnh đề d)
- Ta cần tính góc giữa hai mặt phẳng và .
- Giao tuyến của và là .
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với (do là đỉnh của hình chóp đều).
- Đường thẳng nằm trong và vuông góc với .
Kết luận: Sai (góc giữa hai mặt phẳng và không phải là ).
Tóm lại:
- Mệnh đề a) : Đúng.
- Mệnh đề b) : Đúng.
- Mệnh đề c) : Sai.
- Mệnh đề d) : Sai.
- Mệnh đề a) : Đúng.
- Mệnh đề b) : Sai.
- Mệnh đề c) : Đúng.
- Mệnh đề d) : Sai.
Câu 4.
Trước tiên, ta xác định góc giữa hai mặt phẳng và là góc giữa hai đường thẳng và . Ta có:
1. Xác định góc giữa hai mặt phẳng:
- Gọi là hình chiếu của lên mặt phẳng . Vì lăng trụ đứng nên vuông góc với .
- Góc giữa hai mặt phẳng và là góc giữa và , tức là .
2. Xác định độ dài các đoạn thẳng:
- Ta có .
- Vì vuông góc với nên tam giác là tam giác vuông tại .
3. Áp dụng định lý Pythagoras trong tam giác :
- Ta có .
4. Xác định độ dài :
- Ta có .
5. Xác định diện tích toàn phần của lăng trụ:
- Diện tích đáy .
- Diện tích xung quanh .
- Diện tích toàn phần .
Vậy diện tích toàn phần của lăng trụ là .
Câu 9.
Để giải quyết các mệnh đề trên, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết.
Mệnh đề a)
- Vì , nên và . Do đó, .
- Lập luận: Đúng
Mệnh đề b)
- là mặt phẳng chứa và . là mặt phẳng chứa và .
- Ta cần tìm góc giữa hai mặt phẳng này. Tuy nhiên, do , góc giữa hai mặt phẳng này sẽ phụ thuộc vào góc giữa các đường thẳng trong mặt phẳng .
- Lập luận: Sai (vì góc giữa hai mặt phẳng này không phải là )
Mệnh đề c)
- là mặt phẳng chứa và . là mặt phẳng chứa và .
- Góc giữa hai mặt phẳng này phụ thuộc vào góc giữa các đường thẳng trong mặt phẳng .
- Lập luận: Sai (vì góc giữa hai mặt phẳng này không phải là )
Mệnh đề d) Tổng diện tích ba mặt bên của hình lăng trụ đã cho bằng
- Diện tích ba mặt bên của hình lăng trụ bao gồm diện tích của các mặt , , và .
- Diện tích của mỗi mặt bên là (do và ).
- Tổng diện tích ba mặt bên là .
- Lập luận: Sai (vì tổng diện tích ba mặt bên không phải là )
Mệnh đề a)
- nằm trong mặt phẳng và là đường thẳng từ đến .
- Vì , sẽ tạo thành góc vuông với nếu vuông góc với .
- Lập luận: Đúng (vì )
Mệnh đề b)
- là mặt phẳng chứa và . là mặt phẳng chứa và .
- Góc giữa hai mặt phẳng này phụ thuộc vào góc giữa các đường thẳng trong mặt phẳng .
- Lập luận: Đúng (vì góc giữa hai mặt phẳng này là )
Mệnh đề c)
- là đường thẳng từ đến . Vì và , ta có:
- là đường thẳng từ đến . Vì và , ta có:
- Lập luận: Sai (vì )
Mệnh đề d)
- là mặt phẳng chứa và . là mặt phẳng chứa và .
- Góc giữa hai mặt phẳng này phụ thuộc vào góc giữa các đường thẳng trong mặt phẳng .
- Lập luận: Sai (vì góc giữa hai mặt phẳng này không phải là )
Kết luận:
- Mệnh đề a) Đúng
- Mệnh đề b) Sai
- Mệnh đề c) Sai
- Mệnh đề d) Sai
- Mệnh đề a) Đúng
- Mệnh đề b) Đúng
- Mệnh đề c) Sai
- Mệnh đề d) Sai
Câu 5.
Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết dựa trên các tính chất của hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông và SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD).
Mệnh đề 1: SA vuông góc với mọi đường thẳng trong mặt phẳng (ABCD)
- Vì SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD), nên SA sẽ vuông góc với mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng (ABCD). Do đó, mệnh đề này là đúng.
Mệnh đề 2: SC vuông góc với BD
- Ta biết rằng trong hình vuông ABCD, đường chéo BD vuông góc với đường chéo AC.
- Mặt khác, vì SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD), nên SA cũng vuông góc với BD.
- Do đó, SC sẽ vuông góc với BD nếu SC nằm trong mặt phẳng (SBD) và SA vuông góc với BD. Tuy nhiên, SC không nằm trong mặt phẳng (SBD) mà nằm trong mặt phẳng (SCD). Do đó, SC không vuông góc với BD. Mệnh đề này là sai.
Mệnh đề 3: SC vuông góc với SD
- Vì SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD), nên SA vuông góc với SD.
- Mặt khác, trong hình vuông ABCD, SD nằm trong mặt phẳng (ABCD) và không vuông góc với SC.
- Do đó, SC không vuông góc với SD. Mệnh đề này là sai.
Mệnh đề 4: SC vuông góc với AB
- Vì SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD), nên SA vuông góc với AB.
- Mặt khác, trong hình vuông ABCD, AB nằm trong mặt phẳng (ABCD) và không vuông góc với SC.
- Do đó, SC không vuông góc với AB. Mệnh đề này là sai.
Kết luận:
- Mệnh đề 1: Đúng
- Mệnh đề 2: Sai
- Mệnh đề 3: Sai
- Mệnh đề 4: Sai
Đáp án: Mệnh đề 1 là đúng, các mệnh đề còn lại là sai.