Giải bài tập Bài 2 trang 94 Toán 11 Tập 2 | Toán 11 - Cánh diều
Hướng dẫn giải chi tiết từng bước bài tập Bài 2 trang 94 Toán 11 Tập 2. Bài 3: Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng. Góc nhị diện. Toán 11 - Cánh diều
Đề bài:
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, hai đường thẳng AC và BD cắt nhau tại O, SO ⊥ (ABCD), tam giác SAC là tam giác đều.
a) Tính số đo của góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABCD).
b) Chứng minh rằng AC ⊥ (SBD). Tính số đo của góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (SBD).
c) Gọi M là trung điểm của cạnh AB. Tính số đo của góc nhị diện [M, SO, D].
Đáp án và cách giải chi tiết:
a) Ta có SO ⊥ (ABCD) nên OA là hình chiếu của SA trên (ABCD).
Suy ra góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABCD) bằng
Vì tam giác SAC là tam giác đều nên
Vậy số đo của góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABCD) bằng 60°.
b) Ta có: SO ⊥ (ABCD) và AC ⊂ (ABCD) nên SO ⊥ AC.
Vì ABCD là hình vuông nên AC ⊥ BD.
Ta có: AC ⊥ SO, AC ⊥ BD và SO ∩ BD = O trong (SBD).
Suy ra AC ⊥ (SBD).
Hay AO ⊥ (SBD) nên SO là hình chiếu của SA trên (SBD).
Suy ra góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (SBD) bằng
Do ∆SAC đều nên đường cao SO đồng thời là đường phân giác của góc ASC.
Do đó
Vậy góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (SBD) bằng 30°.
c) Ta có AC ∩ BD = O.
Vì O ∈ BD mà BD ⊂ (SBD) nên O ∈ (SBD).
Suy ra O = AC ∩ (SBD).
Mặt khác AC ⊥ (SBD).
Từ đó ta có O là hình chiếu của A trên (SBD).
Mà S ∈ (SBD) nên ta có SO là hình chiếu của SA trên (SBD).
Như vậy, góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (SBD) bằng góc giữa hai đường thẳng SA và SO và bằng
Vì ABCD là hình vuông và AC ∩ BD = O nên O là trung điểm của AC và BD.
Xét tam giác SAC đều có SO là đường trung tuyến (do O là trung điểm của AC).
Suy ra SO cũng là đường phân giác của
Khi đó
Vậy số đo của góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (SBD) bằng 30°.
c) Ta có: SO ⊥ (ABCD) và MO ⊂ (ABCD), DO ⊂ (ABCD).
Suy ra SO ⊥ MO, SO ⊥ DO.
Mà MO ∩ SO = O ∈ SO.
Như vậy, là góc phẳng nhị diện của góc nhị diện [M, SO, D].
Vì ABCD là hình vuông và O là giao điểm của AC và BD nên AC ⊥ BD tại O
Suy ra: và OA = OB.
Như vậy tam giác OAB vuông cân tại O.
Mặt khác OM là đường trung tuyến trong tam giác OAB (do M là trung điểm của AB).
Suy ra OM là đường phân giác của
Do đó
Ta có:
Vậy số đo của góc nhị diện [M, SO, D] bằng 135°.
Nguồn: loigiaitoan.com
Tổng số đánh giá:
Xếp hạng: / 5 sao
Bài tập liên quan:
Bài 1 trang 94 Toán 11 Tập 2
Cho hình chóp S.ABCD có SA ⊥ (ABCD), đáy ABCD là hình thoi cạnh a và AC = a.
a) Tính số đo của góc nhị diện [B, SA, C].
b) Tính số đo của góc nhị diện [B, SA, D].
c) Biết SA = a, tính số đo của góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABCD).
Bài 3 trang 94 Toán 11 Tập 2
Dốc là đoạn đường thẳng nối hai khu vực hay hai vùng có độ cao khác nhau. Độ dốc được xác định bằng góc giữa dốc và mặt phẳng nằm ngang, ở đó độ dốc lớn nhất là 100%, tương ứng với góc 90° (độ dốc 10% tương ứng với góc 9°). Giả sử có hai điểm A, B nằm ở độ cao lần lượt là 200 m, 220 m so với mực nước biển và đoạn dốc AB dài 120 m. Độ dốc đó bằng bao nhiêu phần trăm (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?
Bài 4 trang 94 Toán 11 Tập 2
Trong Hình 42, máy tính xách tay đang mở gợi nên hình ảnh của một góc nhị diện. Ta gọi số đo góc nhị diện đó là độ mở của màn hình máy tính. Tính độ mở của màn hình máy tính đó, biết tam giác ABC có độ dài các cạnh là AB = AC = 30 cm và .
Bài 5 trang 94 Toán 11 Tập 2
Trong Hình 43, xét các góc nhị diện có góc phẳng nhị diện tương ứng là trong cùng mặt phẳng. Lục giác ABCDEG nằm trong mặt phẳng đó có AB = GE = 2 m, BC = DE, . Biết rằng khoảng cách từ C và D đến AG là 4 m, AG = 12 m, CD = 1 m. Tìm x, y (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị theo đơn vị độ).
Bài 6 trang 94 Toán 11 Tập 2
Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC). Gọi α là số đo của góc nhị diện [A, BC, S]. Chứng minh rằng tỉ số diện tích của hai tam giác ABC và SBC bằng cosα.