Câu 1.
Để tính khoảng cách giữa hai đường thẳng CD và SB trong hình chóp S.ABCD, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định các điểm và đường thẳng:
- Đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng .
- Tam giác SAD vuông cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với (ABCD).
2. Tìm tọa độ các đỉnh:
- Gọi A(0, 0, 0), B(, 0, 0), C(, , 0), D(0, , 0).
- Vì tam giác SAD vuông cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với (ABCD), ta có S(0, 0, 5).
3. Tìm vectơ chỉ phương của các đường thẳng:
- Đường thẳng CD có vectơ chỉ phương .
- Đường thẳng SB có vectơ chỉ phương .
4. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng chứa CD và SB:
- Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng chứa CD và SB là tích vector của và :
5. Tìm khoảng cách từ điểm S đến đường thẳng CD:
- Chọn điểm M trên đường thẳng CD, ví dụ M(0, , 0).
- Vectơ .
- Khoảng cách từ điểm S đến đường thẳng CD là:
6. Kết luận:
- Khoảng cách giữa hai đường thẳng CD và SB là .
Đáp số: .
Câu 2.
Để tính số đo góc phẳng nhị diện [S,BC,A), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định đường cao từ đỉnh S hạ xuống mặt phẳng (ABC):
Vì , nên chính là đường cao hạ từ đỉnh xuống mặt phằng .
2. Tìm giao điểm của đường cao từ với :
Gọi là chân đường cao hạ từ xuống . Ta cần tìm để xác định góc phẳng nhị diện.
3. Xác định góc phẳng nhị diện:
Góc phẳng nhị diện [S,BC,A) sẽ là góc giữa hai mặt phẳng và . Ta cần tìm góc giữa hai đường thẳng và .
4. Tính toán các đoạn thẳng liên quan:
- Trong tam giác vuông tại với :
- Trong tam giác vuông tại :
- Trong tam giác vuông tại :
5. Tính góc phẳng nhị diện:
Gọi là góc giữa và . Ta có:
6. Kết luận:
Số đo góc phẳng nhị diện [S,BC,A) là:
Câu 3.
Để giải bất phương trình , ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định điều kiện xác định (ĐKXĐ):
- Đối với , ta có:
- Đối với , ta có:
Vậy ĐKXĐ của bất phương trình là:
2. Giải bất phương trình:
Vì là hàm số đồng biến trên tập xác định của nó, nên ta có:
Giải bất phương trình này:
3. Lấy giao của các điều kiện:
Kết hợp điều kiện xác định và điều kiện từ bất phương trình , ta có:
4. Tìm tổng :
Tập nghiệm của bất phương trình là . Vậy và .
Tổng là:
Đáp số: