Giải bài tập 10 trang 80 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình chóp S. ABCD có các đỉnh lần lượt là (Sleft( {0;0;frac{{asqrt 3 }}{2}} right),Aleft( {frac{a}{2};0;0} right),Bleft( { - frac{a}{2};0;0} right),Cleft( { - frac{a}{2};a;0} right),Dleft( {frac{a}{2};a;0} right)) với (a > 0) (Hình 36).

Đề bài

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình chóp S. ABCD có các đỉnh lần lượt là $S\left( {0;0;\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right),A\left( {\frac{a}{2};0;0} \right),B\left( { - \frac{a}{2};0;0} \right),C\left( { - \frac{a}{2};a;0} \right),D\left( {\frac{a}{2};a;0} \right)$ với $a > 0$ (Hình 36).

a) Xác định tọa độ của các vectơ $\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {CD}$ . Từ đó tính góc giữa hai đường thẳng SA và CD (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ).

b) Chỉ ra một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (SAC). Từ đó tính góc đường thẳng SD và mặt phẳng (SAC) (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a) Sử dụng kiến thức về côsin góc giữa hai đường thẳng để tính: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng ${\Delta _1}$ và ${\Delta _2}$ có vectơ chỉ phương lần lượt là $\overrightarrow {{u_1}} = \left( {{a_1};{b_1};{c_1}} \right)$ , $\overrightarrow {{u_2}} = \left( {{a_2};{b_2};{c_2}} \right)$ . Khi đó, ta có: $\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right) = \frac{{\left| {{a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} + {c_1}{c_2}} \right|}}{{\sqrt {a_1^2 + b_1^2 + c_1^2} .\sqrt {a_2^2 + b_2^2 + c_2^2} }}$

b) Sử dụng kiến thức về côsin góc giữa đường thẳng và mặt phẳng để tính: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng $\Delta$ có vectơ chỉ phương $\overrightarrow u = \left( {{a_1};{b_1};{c_1}} \right)$ và mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến $\overrightarrow n = \left( {{a_2};{b_2};{c_2}} \right)$ . Gọi $\left( {\Delta ,\left( P \right)} \right)$ là góc giữa đường thẳng $\Delta$ và mặt phẳng (P). Khi đó, $\sin \left( {\Delta ,\left( P \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow u ,\overrightarrow n } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow n } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow n } \right|}} = \frac{{\left| {{a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} + {c_1}{c_2}} \right|}}{{\sqrt {a_1^2 + b_1^2 + c_1^2} .\sqrt {a_2^2 + b_2^2 + c_2^2} }}$ .

Lời giải chi tiết

a) Ta có: $\overrightarrow {SA} = \left( {\frac{a}{2};0;\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right),\overrightarrow {CD} = \left( {a;0;0} \right)$ .

Do đó, $\cos \left( {SA,CD} \right) = \frac{{\left| {\frac{a}{2}.a + 0.0 - \frac{{a\sqrt 3 }}{2}.0} \right|}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2} + {0^2} + {{\left( {\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2}} .\sqrt {{a^2} + {0^2} + {0^2}} }} = \frac{1}{2}$ nên $\left( {SA,CD} \right) = {60^o}$ .

b) Mặt phẳng (SAC) nhận $\left[ {\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {AC} } \right]$ làm một vectơ pháp tuyến.

Ta có: $\overrightarrow {SA} = \left( {\frac{a}{2};0;\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right),\overrightarrow {AC} = \left( { - a;a;0} \right),\overrightarrow {SD} = \left( {\frac{a}{2};a;\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right)$ .

$\left[ {\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {AC} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}0&{\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}}\\a&0\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}}&{\frac{a}{2}}\\0&{ - a}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{a}{2}}&0\\{ - a}&a\end{array}} \right|} \right) = \left( {\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2};\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2};\frac{{{a^2}}}{2}} \right)$

Do đó, $\sin \left( {\left( {SAC} \right),SD} \right) = \frac{{\left| {\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2}.\frac{a}{2} + \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2}.a + \frac{{{a^2}}}{2}.\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right|}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{{a^2}}}{2}} \right)}^2}} \sqrt {{{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2} + {a^2} + {{\left( {\frac{{ - a\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2}} }} = \frac{{\sqrt {42} }}{{14}}$ .

Suy ra, $\left( {\left( {SAC} \right),SD} \right) \approx {28^o}$ .

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

4.9 trên 7 phiếu

Bài tiếp theo

Giải bài tập 11 trang 80 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz (đơn vị trên mỗi trục tọa độ là kilômét), một máy bay đang ở vị trí $A\left( {3,5; - 2;0,4} \right)$ và sẽ hạ cánh ở vị trí $B\left( {3,5;5,5;0} \right)$ trên đường băng EG (Hình 37).
Giải bài tập 9 trang 79 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Tính góc giữa hai mặt phẳng $\left( {{P_1}} \right):x + y + 2z - 1 = 0$ và $\left( {{P_2}} \right):2x - y + z - 2 = 0$ .
Giải bài tập 8 trang 79 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Tính góc giữa đường thẳng $\Delta$ và mặt phẳng (P) trong mỗi trường hợp sau (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ): a) $\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + \sqrt 3 t\\y = 2\\z = 3 + t\end{array} \right.$ (t là tham số) và $\left( P \right):\sqrt 3 x + z - 2 = 0$ ; b) $\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + t\\y = 2 - t\\z = 3 + t\end{array} \right.$ (t là tham số) và $\left( P \right):x + y + z - 4 = 0$ .
Giải bài tập 7 trang 79 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Tính góc giữa hai đường thẳng ${\Delta _1},{\Delta _2}$ trong mỗi trường hợp sau (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ): a) ${\Delta _1}:\left\{ \begin{array}{l}x = - 1 + {t_1}\\y = 4 + \sqrt 3 {t_1}\\z = 0\end{array} \right.$ và ${\Delta _2}:\left\{ \begin{array}{l}x = - 1 + \sqrt 3 {t_2}\\y = 4 + {t_2}\\z = 5\end{array} \right.$ ( ${t_1},{t_2}$ là tham số); b) ${\Delta _1}:\left\{ \begin{array}{l}x = - 1 + 2t\\y = 3 + t\\z = 4 - t\end{array} \right.$ (t là tham số) và \({\Del
Giải bài tập 6 trang 79 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Xác định vị trí tương đối của hai đường thẳng ${\Delta _1},{\Delta _2}$ trong mỗi trường hợp sau: a) ${\Delta _1}:\frac{{x - 1}}{2} = \frac{{y - 2}}{1} = \frac{{z - 3}}{{ - 1}}$ và ${\Delta _2}:\left\{ \begin{array}{l}x = - 11 - 6t\\y = - 6 - 3t\\z = 10 + 3t\end{array} \right.$ (t là tham số); b) ${\Delta _1}:\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + 3t\\y = 2 + 4t\\z = 3 + 5t\end{array} \right.$ (t là tham số) và ${\Delta _2}:\frac{{x + 3}}{1} = \frac{{y + 6}}{2} = \frac{{z - 15}}{{ - 3}}$
Giải bài tập 5 trang 78, 79 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Viết phương trình tham số và phương trình chính tắc của đường thẳng $\Delta$ trong mỗi trường hợp sau: a) $\Delta$ đi qua điểm $A\left( { - 1;3;2} \right)$ và có vectơ chỉ phương $\overrightarrow u = \left( { - 2;3;4} \right)$ . b) $\Delta$ đi qua hai điểm $M\left( {2; - 1;3} \right)$ và $N\left( {3;0;4} \right)$ .
Giải bài tập 4 trang 78 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Cho đường thẳng $\Delta$ có phương trình tham số $\left\{ \begin{array}{l}x = 1 - t\\y = 3 + 2t\\z = - 1 + 3t\end{array} \right.$ (t là tham số). a) Chỉ ra tọa độ hai điểm thuộc đường thẳng $\Delta$ . b) Điểm nào trong các điểm $C\left( {6; - 7; - 16} \right),D\left( { - 3;11; - 11} \right)$ thuộc đường thẳng $\Delta$ ?
Giải bài tập 3 trang 78 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Mặt phẳng $\left( P \right):x - 2 = 0$ vuông góc với mặt phẳng nào sau đây? A. $\left( {{P_1}} \right):x + 2 = 0$ . B. $\left( {{P_2}} \right):x + y - 2 = 0$ . C. $\left( {{P_3}} \right):z - 2 = 0$ . D. $\left( {{P_4}} \right):x + z - 2 = 0$ .
Giải bài tập 2 trang 78 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Đường thẳng đi qua điểm $B\left( { - 1;3;6} \right)$ nhận $\overrightarrow u = \left( {2; - 3;8} \right)$ làm vectơ chỉ phương có phương trình chính tắc là:
Giải bài tập 1 trang 78 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Đường thẳng đi qua điểm A(3; 2; 5) nhận $\overrightarrow u = \left( { - 2;8; - 7} \right)$ làm vectơ chỉ phương có phương trình tham số là:
Giải mục 3 trang 71, 72, 73, 74, 75 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Cho hai mặt phẳng $\left( {{P_1}} \right)$ và $\left( {{P_2}} \right)$ . Lấy hai đường thẳng ${\Delta _1},{\Delta _2}$ sao cho ${\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right),$ ${\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)$ (Hình 31).
Giải mục 2 trang 69, 70, 71 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Cho hai đường thẳng phân biệt ${\Delta _1},{\Delta _2}$ lần lượt đi qua các điểm ${M_1},{M_2}$ và tương ứng có vectơ chỉ phương là $\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}}$ . a) Giả sử ${\Delta _1}$ song song với ${\Delta _2}$ (Hình 25). Các cặp vectơ sau có cùng phương hay không: $\overrightarrow {{u_1}}$ và $\overrightarrow {{u_2}}$ ; $\overrightarrow {{u_1}}$ và $\overrightarrow {{M_1}{M_2}}$ ?
Giải mục 1 trang 65, 66, 67, 68, 69 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều
Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ (Hình 23). Giá của vectơ (overrightarrow {A'C'} ) và đường thẳng AC có vị trí tương đối như thế nào?
Lý thuyết Phương trình đường thẳng Toán 12 Cánh Diều
1. Phương trình đường thẳng a) Vecto chỉ phương của đường thẳng

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Cánh diều - Xem ngay

Báo lỗi - Góp ý

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.