Câu hỏi
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy, SA=a√2. Gọi M,N lần lượt là hình chiếu vuông góc của điểm A trên các cạnh SB,SD. Góc giữa mặt phẳng (AMN) và đường thẳng SB bằng:
- A 450
- B 1200
- C 900
- D 600
Phương pháp giải:
- Tìm giao điểm P của SC và (AMN), chứng minh SP⊥(AMN).
- Góc giữa đường và mặt là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của đường thẳng trên mặt phẳng đó.
- Sử dụng hệ thức lượng và tỉ số lượng giác của góc nhọn trong tam giác vuông để tính góc.
Lời giải chi tiết:
Gọi O=AC∩BD, trong (SBD) gọi E=MN∩SO.
Trong (SAC) kéo dài AE cắt SC tại P, khi đó ta có (AMN)∩SC=P.
Ta có: {BC⊥ABBC⊥SA(SA⊥(ABCD)) ⇒BC⊥(SAB)⇒BC⊥AM.
{AM⊥SB(gt)AN⊥BC(cmt)⇒AM⊥(SBC) ⇒AM⊥SC.
Chứng minh tương tự ta có AN⊥(SCD)⇒AN⊥SC.
⇒AC⊥(SMN) tại P.
Do đó PM là hình chiếu của SM lên (AMN).
⇒∠(SB;(AMN))=∠(SM;(AMN))=∠(SM;PM)=∠SMP.
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SAB ta có: SM=SA2SB=SA2√SA2+AB2=2a2√2a2+a2=2a√3
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SAC ta có: SP=SA2SC=SA2√SA2+AC2=2a2√2a2+2a2=a.
Xét tam giác SMP vuông tại P có sin∠SMP=SPSM=a2a√3=√32⇒∠SMP=600.
Vậy góc giữa mặt phẳng (AMN) và đường thẳng SB bằng 600.
Chọn D.