TopStudy

Đáp án và lời giải

Bài tập Một số dạng toán thực tế liên quan đến Công thức tính góc trong không gian lớp 12 (có lời giải)

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đường thẳng d và d' có vectơ chỉ phương lần lượt là a⃗=(2;1;−1),a′→=(3;3;9)\vec a = (2;1; - 1),\overrightarrow {{a^\prime }} = (3;3;9)

Ta có cos⁡(d,d′)=∣2.3+1⋅3+(−1)⋅9∣22+12+12⋅32+32+92=0366=0\cos \left( {d,{d^\prime }} \right) = \frac{{|2.3 + 1 \cdot 3 + ( - 1) \cdot 9|}}{{\sqrt {{2^2} + {1^2} + {1^2}} \cdot \sqrt {{3^2} + {3^2} + {9^2}} }} = \frac{0}{{3\sqrt {66} }} = 0. Suy ra (d,d′)=90∘(\text{d},{\text{d}}^{'})={90}^{^{\circ}}

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương là a⃗=(0;1;1)\vec a = (0;1;1)

Mặt phẳng (P)({\rm{P}}) có vectơ pháp tuyến là n⃗=(0;0;1)\vec n = (0;0;1)

sin⁡(d,(P))=∣0.0+1.0+1⋅1∣12+12⋅12=12\sin (d,(P)) = \frac{{|0.0 + 1.0 + 1 \cdot 1|}}{{\sqrt {{1^2} + {1^2}} \cdot \sqrt {{1^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}. Suy ra (d,(P))=45∘(\text{d},(\text{P}))={45}^{^{\circ}}

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Mặt phẳng (P)({\rm{P}}) có vectơ pháp tuyến n⃗=(4;0;11)\vec n = (4;0;11)

Mặt phẳng (Q)({\rm{Q}}) có vectơ pháp tuyến n′→=(0;0;1)\overrightarrow {{n^\prime }} = (0;0;1)

Có cos⁡((P),(Q))=∣4.0+0.0+11.1∣42+112⋅12=11173\cos ((P),(Q)) = \frac{{|4.0 + 0.0 + 11.1|}}{{\sqrt {{4^2} + {{11}^2}} \cdot \sqrt {{1^2}} }} = \frac{{11}}{{\sqrt {173} }}. Suy ra ((P),(Q))≈33,25∘((P),(Q))\approx {33{,}25}^{^{\circ}}

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Mặt phảng (P)({\rm{P}}) có vectơ pháp tuyến là n⃗=(2;0;2)\vec n = (2;0;2)

Mặt phắng (P′)\left( {{{\rm{P}}^\prime }} \right) có vectơ pháp tuyến là n′→=(1;0;1)\overrightarrow {{n^\prime }} = (1;0;1)

cos⁡((P),(P′))=∣2.1+0.0+2.1∣22+22⋅12+12=44=1\cos \left( {(P),\left( {{P^\prime }} \right)} \right) = \frac{{|2.1 + 0.0 + 2.1|}}{{\sqrt {{2^2} + {2^2}} \cdot \sqrt {{1^2} + {1^2}} }} = \frac{4}{4} = 1. Suy ra ((P),(P’)) =0∘={0}^{^{\circ}}.

b) Mặt phẳng (Q)(Q) có vectơ pháp tuyến là nQ→=(0;0;1)\overrightarrow {{n_Q}} = (0;0;1)

cos⁡((P),(Q))=∣2.0+0.0+2.1∣22+22⋅12=222=12.\cos ((P),(Q)) = \frac{{|2.0 + 0.0 + 2.1|}}{{\sqrt {{2^2} + {2^2}} \cdot \sqrt {{1^2}} }} = \frac{2}{{2\sqrt 2 }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}{\rm{. }} Suy ra ((P), (Q)) =45∘={45}^{^{\circ}}.

cos⁡((P′),(Q))=∣1.0+0.0+1.1∣12+12⋅1=12.\cos \left( {\left( {{P^\prime }} \right),(Q)} \right) = \frac{{|1.0 + 0.0 + 1.1|}}{{\sqrt {{1^2} + {1^2}} \cdot \sqrt 1 }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}{\rm{. }}Suy ra ((P′),(Q))=45∘(({P}^{'}),(Q))={45}^{^{\circ}}.

Mặt phắng ( O′BC{{\rm{O}}^\prime }{\rm{BC}} ) có phương trình đoạn chắn là: x3+y1+z2=1⇔2x+6y+3z=6\frac{x}{3} + \frac{y}{1} + \frac{z}{2} = 1 \Leftrightarrow 2{\rm{x}} + 6{\rm{y}} + 3{\rm{z}} = 6 có vectơ pháp tuyến n⃗=(2;6;3)\vec n = (2;6;3)

cos⁡((O′BC),(OBC))=∣3∣1⋅22+62+32=37\cos \left( {\left( {{O^\prime }BC} \right),(OBC)} \right) = \frac{{|3|}}{{\sqrt 1 \cdot \sqrt {{2^2} + {6^2} + {3^2}} }} = \frac{3}{7}. Suy ra ((O′BC),(OBC))≈64,62∘(({O}^{'}BC),(OBC))\approx {64{,}62}^{^{\circ}}.

c) Đường thằng B′C{B^\prime }C nhận B′C→=(−3;1;−2)\overrightarrow {{B^\prime }C} = ( - 3;1; - 2) làm vectơ chỉ phương.

Mặt phẳng ( O ' BC ) có vectơ pháp tuyến n⃗=(2;6;3)\vec n = (2;6;3)

sin⁡(B′C,(O′BC))=∣(−3)⋅2+1⋅6+(−2)⋅3∣(−3)2+12+(−2)2⋅22+62+32=6714\sin \left( {{B^\prime }C,\left( {{O^\prime }BC} \right)} \right) = \frac{{|( - 3) \cdot 2 + 1 \cdot 6 + ( - 2) \cdot 3|}}{{\sqrt {{{( - 3)}^2} + {1^2} + {{( - 2)}^2}} \cdot \sqrt {{2^2} + {6^2} + {3^2}} }} = \frac{6}{{7\sqrt {14} }}. Suy ra (B′C,(O′BC))≈13,24∘({B}^{'}{C}_{,}({O}^{'}BC))\approx {13{,}24}^{^{\circ}}.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Do điểm C(0;0;5)C(0;0;5) nên AC=(3−0)2+(−4−0)2+(2−5)2=34(  m)AC = \sqrt {{{(3 - 0)}^2} + {{( - 4 - 0)}^2} + {{(2 - 5)}^2}} = \sqrt {34} (\;{\rm{m}});

BC=(−5−0)2+(−2−0)2+(1−5)2=45=35(  m).BC = \sqrt {{{( - 5 - 0)}^2} + {{( - 2 - 0)}^2} + {{(1 - 5)}^2}} = \sqrt {45} = 3\sqrt 5 (\;{\rm{m}}){\rm{. }}

b) Ta có: OA→=(3;−4;2),OB→=(−5;−2;1)\overrightarrow {OA} = (3; - 4;2),\overrightarrow {OB} = ( - 5; - 2;1) nên [OA→,OB→]=(∣−42−21∣;∣231−5∣;∣3−4−5−2∣)=(0;−13;−26).[\overrightarrow {OA} ,\overrightarrow {OB} ] = \left( {\left| {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{ - 4}&2\\{ - 2}&1\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}2&3\\1&{ - 5}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}3&{ - 4}\\{ - 5}&{ - 2}\end{array}} \right|} \right) = (0; - 13; - 26){\rm{. }}

Vì thế, vectơ n⃗=(0;1;2)\vec n = (0;1;2) là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (OAB)(OAB).

Mặt khác, do CA→=(3;−4;−3),BC→=(5;2;4)\overrightarrow {CA} = (3; - 4; - 3),\overrightarrow {BC} = (5;2;4) nên ta có:

- sin⁡(CA,(OAB))=∣cos⁡(CA→,n⃗)∣=∣CA→⋅n⃗∣∣CA→∣⋅∣n⃗∣=∣3⋅0+(−4)⋅1+(−3)⋅2∣34⋅5=10170\sin (CA,(OAB)) = |\cos (\overrightarrow {CA} ,\vec n)| = \frac{{|\overrightarrow {CA} \cdot \vec n|}}{{|\overrightarrow {CA} | \cdot |\vec n|}} = \frac{{|3 \cdot 0 + ( - 4) \cdot 1 + ( - 3) \cdot 2|}}{{\sqrt {34} \cdot \sqrt 5 }} = \frac{{10}}{{\sqrt {170} }},

suy ra (CA,(OAB))≈50∘(CA,(OAB))\approx {50}^{^{\circ}}. Vậy góc tạo bởi dây neo CA và mặt phẳng sườn núi là khoảng 50∘{50}^{^{\circ}}.

−sin⁡(BC,(OAB))=∣cos⁡(BC→,n⃗)∣=∣BC→⋅n⃗∣∣BC→∣⋅∣n⃗∣=∣5⋅0+2⋅1+4⋅2∣35⋅5=23,{\rm{ - }}\sin (BC,(OAB)) = |\cos (\overrightarrow {BC} ,\vec n)| = \frac{{|\overrightarrow {BC} \cdot \vec n|}}{{|\overrightarrow {BC} | \cdot |\vec n|}} = \frac{{|5 \cdot 0 + 2 \cdot 1 + 4 \cdot 2|}}{{3\sqrt 5 \cdot \sqrt 5 }} = \frac{2}{3}{\rm{, }}

suy ra (BC,(OAB))≈42∘(BC,(OAB))\approx {42}^{^{\circ}}. Vậy góc tạo bởi dây neo BC và mặt phẳng sườn núi là khoảng 42∘{42}^{^{\circ}}.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Phương trình chính tắc của đường cáp là: x−102=y−3−2=z1\frac{{x - 10}}{2} = \frac{{y - 3}}{{ - 2}} = \frac{z}{1}.

b) Do tốc độ chuyển động của cabin là 4,5  m/s4{,}5\;{\rm{m}}/{\rm{s}} nên độ dài AM bằng 4,5t(  m)4{,}5t(\;{\rm{m}}). Vì vậy ∣AM→∣=4,5t(t≥0)|\overrightarrow {AM} | = 4{,}5t(t \ge 0).

Do hai vectơ AM→\overrightarrow {AM} và u⃗\vec u là cùng phương và cùng hướng nên AM→=ku⃗\overrightarrow {AM} = k\vec u với kk là số thực dương nào đó. Suy ra: ∣AM→∣=k∣u⃗∣=k⋅22+(−2)2+1=3k|\overrightarrow {AM} | = k|\vec u| = k \cdot \sqrt {{2^2} + {{( - 2)}^2} + 1} = 3k. Do đó 3k=4,5t3k = 4{,}5t. Suy ra k=3t2k = \frac{{3t}}{2}. Vì thế, ta có: AM→=3t2u⃗=(3t;−3t;3t2)\overrightarrow {AM} = \frac{{3t}}{2}\vec u = \left( {3t; - 3t;\frac{{3t}}{2}} \right).

Gọi toạ độ của điểm MM là (xM;yM;zM)\left( {{x_M};{y_M};{z_M}} \right).

Do AM→=(xM−xA;yM−yA;zM−zA)=(3t;−3t;3t2)\overrightarrow {AM} = \left( {{x_M} - {x_A};{y_M} - {y_A};{z_M} - {z_A}} \right) = \left( {3t; - 3t;\frac{{3t}}{2}} \right) nên {xM=3t+xAyM=−3t+yAzM=3t2+zA⇔{xM=3t+10yM=−3t+3zM=3t2.\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{{x_M} = 3t + {x_A}}\\{{y_M} = - 3t + {y_A}}\\{{z_M} = \frac{{3t}}{2} + {z_A}}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{{x_M} = 3t + 10}\\{{y_M} = - 3t + 3}\\{{z_M} = \frac{{3t}}{2}.}\end{array}} \right.} \right.

Vậy điểm MM có toạ độ là (3t+10;−3t+3;3t2)\left( {3t + 10; - 3t + 3;\frac{{3t}}{2}} \right).

c) Do xB=550{x_B} = 550 nên 3t+10=5503t + 10 = 550, tức là t=180t = 180 (s). Do đó, ta có điểm B(550;−537;270)B(550; - 537;270).

Vậy AB=(550−10)2+(−537−3)2+(270−0)2=656100=810(  m)AB = \sqrt {{{(550 - 10)}^2} + {{( - 537 - 3)}^2} + {{(270 - 0)}^2}} = \sqrt {656100} = 810(\;{\rm{m}}).

d) Đường thẳng AB có vectơ chỉ phương u⃗=(2;−2;1)\vec u = (2; - 2;1) và mặt phẳng (Oxy) có vectơ pháp tuyến k⃗=(0;0;1)\vec k = (0;0;1). Do đó, ta có: sin⁡(Δ,(Oxy))=∣cos⁡(u⃗,k⃗)∣=∣u⃗⋅k⃗∣∣u⃗∣⋅∣k⃗∣=13⋅1=13.\sin (\Delta ,(Oxy)) = |\cos (\vec u,\vec k)| = \frac{{|\vec u \cdot \vec k|}}{{|\vec u| \cdot |\vec k|}} = \frac{1}{{3 \cdot 1}} = \frac{1}{3}. Vậy (Δ,(Oxy))≈19∘(Δ,(Oxy))\approx {19}^{^{\circ}}

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ với O là trung điếm của AC .

Ta có: A(0;−2;0),B(23;0;0),C(0;2;0),A′(0;−2;7),B′(23;0;6),C′(0;2;5)A(0; - 2;0),B(2\sqrt 3 ;0;0),C(0;2;0),{A^\prime }(0; - 2;7),{B^\prime }(2\sqrt 3 ;0;6),{C^\prime }(0;2;5).

Ta có AB→=(23;2;0),AC→=(0;4;0),A′B′→=(23;2;−1),A′C′→=(0;4;−2)\overrightarrow {AB} = (2\sqrt 3 ;2;0),\overrightarrow {AC} = (0;4;0),\overrightarrow {{A^\prime }{B^\prime }} = (2\sqrt 3 ;2; - 1),\overrightarrow {{A^\prime }{C^\prime }} = (0;4; - 2)

Có [AB→,AC→]=(∣2040∣,∣02300∣,∣23204∣)=(0;0;83)[\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} ] = \left( {\left| {\begin{array}{llllllllllllllllllll}2&0\\4&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}0&{2\sqrt 3 }\\0&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{2\sqrt 3 }&2\\0&4\end{array}} \right|} \right) = (0;0;8\sqrt 3 )

[A′B′→,A′C′→]=(∣2−14−2∣,∣−123−20∣,∣23204∣)=(0;43;83)\left[ {\overrightarrow {{A^\prime }{B^\prime }} ,\overrightarrow {{A^\prime }{C^\prime }} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}2&{ - 1}\\4&{ - 2}\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 1}&{2\sqrt 3 }\\{ - 2}&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{2\sqrt 3 }&2\\0&4\end{array}} \right|} \right) = (0;4\sqrt 3 ;8\sqrt 3 )

Mặt phẳng (ABC)({\rm{ABC}}) có một vectơ pháp tuyến là 183[AB→,AC→]=(0;0;1)\frac{1}{{8\sqrt 3 }}[\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} ] = (0;0;1)

Mặt phắng ( A′B′C′)\left. {{A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }} \right) có một vectơ pháp tuyến là 143[A′B′→,A′C′→]=(0;1;2)\frac{1}{{4\sqrt 3 }}\left[ {\overrightarrow {{A^\prime }{B^\prime }} ,\overrightarrow {{A^\prime }{C^\prime }} } \right] = (0;1;2)

Do đó cos⁡((ABC),(A′B′C′))=∣2∣1⋅1+4=25⇒((ABC),(A′B′C′))≈26,6∘\cos ((ABC),({A}^{'}{B}^{'}{C}^{'}))=\frac{|2|}{\sqrt{1}\cdot \sqrt{1+4}}=\frac{2}{\sqrt{5}}\Rightarrow ((ABC),({A}^{'}{B}^{'}{C}^{'}))\approx {26{,}6}^{^{\circ}}

Suy ra mái nhà nghiêng với mặt sàn nhà một góc khoáng 26,60^{0}

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Gọi O là giao điểm của AC và BD . Suy ra O là trung điếm của AC,BD{\rm{AC}},{\rm{BD}}.

Vì các tam giác SAC, SBD đều cân tại S, SO là trung tuyến nên SO đồng thời là đường cao.

Suy ra SO⊥ACSO \bot AC, SO⊥BDSO \bot BD nên SO⊥(ABCD)SO \bot (ABCD).

Chọn hệ tọa độ như hình vẽ.

Vi ABCD là hình vuông cạnh 230 m nên OA=OB=OC=OD=1152{\rm{OA}} = {\rm{OB}} = {\rm{OC}} = {\rm{OD}} = 115\sqrt 2.

Xét tam giác SOB vuông tại OO, có SO=SB2−OB2=2192−(1152)2=7439SO = \sqrt {S{B^2} - O{B^2}} = \sqrt {{{219}^2} - {{(115\sqrt 2 )}^2}} = 7\sqrt {439}

Ta có A(−1152;0;0),B(0;−1152;0),C(1152;0;0),S(0;0;7439)A( - 115\sqrt 2 ;0;0),B(0; - 115\sqrt 2 ;0),C(115\sqrt 2 ;0;0),S(0;0;7\sqrt {439} )

Ta có SA→=(−1152;0;−7439),SB→=(0;−1152;−7439)\overrightarrow {SA} = ( - 115\sqrt 2 ;0; - 7\sqrt {439} ),\overrightarrow {SB} = (0; - 115\sqrt 2 ; - 7\sqrt {439} ),

SC→=(1152;0;−7439)Tacoˊ[SA→,SB→]=(∣0−7439−1152−7439∣,∣−7439−1152−74390∣,∣−115200−1152∣)=(−805878;−805878;26450)\begin{array}{l}\overrightarrow {SC} = (115\sqrt 2 ;0; - 7\sqrt {439} )\\{\rm{Ta c\'o }}[\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {SB} ] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}0&{ - 7\sqrt {439} }\\{ - 115\sqrt 2 }&{ - 7\sqrt {439} }\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 7\sqrt {439} }&{ - 115\sqrt 2 }\\{ - 7\sqrt {439} }&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 115\sqrt 2 }&0\\0&{ - 115\sqrt 2 }\end{array}} \right|} \right)\\ = ( - 805\sqrt {878} ; - 805\sqrt {878} ;26450)\end{array}

[SB→,SC→]=(∣−1152−74390−7439∣,∣−74390−74391152∣,∣0−115211520∣)=(805878;−805878;26450)[\overrightarrow {SB} ,\overrightarrow {SC} ] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 115\sqrt 2 }&{ - 7\sqrt {439} }\\0&{ - 7\sqrt {439} }\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 7\sqrt {439} }&0\\{ - 7\sqrt {439} }&{115\sqrt 2 }\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}0&{ - 115\sqrt 2 }\\{115\sqrt 2 }&0\end{array}} \right|} \right) = (805\sqrt {878} ; - 805\sqrt {878} ;26450)

Mặt phắng (SAB) nhận n⃗=15[SA→,SB→]=(−161878;−161878;5290)\vec n = \frac{1}{5}[\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {SB} ] = ( - 161\sqrt {878} ; - 161\sqrt {878} ;5290) làm vectơ pháp tuyến.

Mặt phắng (SBC) nhận n′→=15[SB→,SC→]=(161878;−161878;5290)\overrightarrow {{n^\prime }} = \frac{1}{5}[\overrightarrow {SB} ,\overrightarrow {SC} ] = (161\sqrt {878} ; - 161\sqrt {878} ;5290) làm vectơ pháp tuyến.

Do đó

cos⁡((SAB),(SBC))=∣−(161878)2+(161878)2+52902∣(−161878)2+(−161878)2+52902⋅(161878)2+(−161878)2+52902=52902(161878)2+(−161878)2+52902≈0,3807\begin{array}{l}\cos ((SAB),(SBC)) = \frac{{\left| { - {{(161\sqrt {878} )}^2} + {{(161\sqrt {878} )}^2} + {{5290}^2}} \right|}}{{\sqrt {{{( - 161\sqrt {878} )}^2} + {{( - 161\sqrt {878} )}^2} + {{5290}^2}} \cdot \sqrt {{{(161\sqrt {878} )}^2} + {{( - 161\sqrt {878} )}^2} + {{5290}^2}} }}\\ = \frac{{{{5290}^2}}}{{{{(161\sqrt {878} )}^2} + {{( - 161\sqrt {878} )}^2} + {{5290}^2}}} \approx 0{,}3807\end{array}

Suy ra ((SAB),(SBC))≈67,6∘((SAB),(SBC))\approx {67{,}6}^{^{\circ}}. Vậy góc giữa hai mặt phắng (SAB) và (SBC) khoảng 67,6∘{67{,}6}^{^{\circ}}

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ.

40  cm=0,4  m,44  cm=0,44  m,48  cm=0,48  m.40\;{\rm{cm}} = 0{,}4\;{\rm{m}},44\;{\rm{cm}} = 0{,}44\;{\rm{m}},48\;{\rm{cm}} = 0{,}48\;{\rm{m}}{\rm{. }}

Khi đó ta có A(0;1;0,4),B(1;1;0,44),C(1;0;0,48){\rm{A}}(0;1;0{,}4),{\rm{B}}(1;1;0{,}44),{\rm{C}}(1;0;0{,}48).

Có AB→=(1;0;0,04)\overrightarrow {AB} = (1;0;0{,}04). Vi ABCD là hình bình hành nên AB→=DC→⇔{1−xD=1−yD=00,48−zD=0,04\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {DC} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{1 - {x_D} = 1}\\{ - {y_D} = 0}\\{0{,}48 - {z_D} = 0{,}04}\end{array}} \right.⇔{xD=0yD=0zD=0,44\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{{x_D} = 0}\\{{y_D} = 0}\\{{z_D} = 0{,}44}\end{array}} \right.

Suy ra D(0;0;0,44)D(0;0;0{,}44).

Vậy khoảng cách từ điểm DD đến đáy bể là 44 cm .

b) Ta có đáy bể nằm trong mặt phẳng Oxy:z=0{\rm{Oxy}}:z = 0 có vectơ pháp tuyến k⃗=(0;0;1)\vec k = (0;0;1)

Ta có AB→=(1;0;0,04),AC→=(1;−1;0,08)\quad \overrightarrow {AB} = (1;0;0{,}04),\quad \overrightarrow {AC} = (1; - 1;0{,}08), [AB→,AC→]=(0,04;−0,04;−1)[\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} ] = (0{,}04; - 0{,}04; - 1)

Mặt phẳng (ABCD)(ABCD) đi qua A(0;1;0,4){\rm{A}}(0;1;0{,}4) và có vectơ pháp tuyến n⃗=[AB→,AC→]=(0,04;−0,04;−1)\vec n = [\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} ] = (0{,}04; - 0{,}04; - 1) có phương trình là: 0,04x−0,04(y−1)−(z−0,4)=0⇔0,04x−0,04y−z+0,44=0.0{,}04x - 0{,}04(y - 1) - (z - 0{,}4) = 0 \Leftrightarrow 0{,}04x - 0{,}04y - z + 0{,}44 = 0.{\rm{ }}

Do đó góc giữa đáy bể và mặt phẳng nằm ngang chính là góc giữa mặt phẳng (ABCD) và mặt đáy.

Coˊcos⁡((ABCD),(Oxy))=∣−1∣1⋅0,042+(−0,04)2+(−1)2=25627{\rm{ C\'o }}\cos ((ABCD),(Oxy)) = \frac{{| - 1|}}{{\sqrt 1 \cdot \sqrt {{{0{,}04}^2} + {{( - 0{,}04)}^2} + {{( - 1)}^2}} }} = \frac{{25}}{{\sqrt {627} }}. Suy ra ((ABCD),(Oxy))≈3,2∘((ABCD),(Oxy))\approx {3{,}2}^{^{\circ}}

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Đường thẳng AB đi qua điếm A(3,5;−2;0,4){\rm{A}}(3{,}5; - 2;0{,}4) và nhận AB→=(0;7,5;−0,4)\overrightarrow {AB} = (0;7{,}5; - 0{,}4) làm vectơ chỉ phương.

Phương trình tham số của đường thắng AB là: {x=3,5y=−2+7,5t(tlaˋthamso^ˊ).z=0,4−0,4t\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{x = 3{,}5}\\{y = - 2 + 7{,}5t{\rm{ (t là tham số)}}{\rm{. }}}\\{z = 0{,}4 - 0{,}4t}\end{array}} \right.

Lưu ý: Ta có thế chọn điếm đi qua là BB đế viết phương trình tham số hoặc có thế viết phương trinh chính tắc của đường thằng AB

b) Mặt phẳng nằm ngang (Oxy){\rm{O}}x{\rm{y}}) có vectơ pháp tuyến là k⃗=(0;0;1)\vec k = (0;0;1).

Ta có sin⁡(AB,(Oxy))=∣0−0+7,5⋅0+(−0,4)⋅1∣02+(7,5)2+(−0,4)2⋅02+02+12≈0,053\sin (AB,(Oxy)) = \frac{{|0 - 0 + 7{,}5 \cdot 0 + ( - 0{,}4) \cdot 1|}}{{\sqrt {{0^2} + {{(7{,}5)}^2} + {{( - 0{,}4)}^2}} \cdot \sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} }} \approx 0{,}053.

Suy ra (AB,(Oxy))≈3∘∈(2,5∘;3,5∘)(AB,(Oxy))\approx {3}^{^{\circ}}\in ({2{,}5}^{^{\circ}};{3{,}5}^{^{\circ}}). Vậy góc trượt nằm trong phạm vi cho phép.

c) Ta có MN→=(−5;−5;0),MP→=(−5;0;0,5)\overrightarrow {MN} = ( - 5; - 5;0),\overrightarrow {MP} = ( - 5;0;0{,}5).

Xét vectơ n⃗=[MN→,MP→]=(∣−5000,5∣;∣0−50,5−5∣;∣−5−5−50∣)\quad \vec n = [\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow {MP} ] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 5}&0\\0&{0{,}5}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}0&{ - 5}\\{0{,}5}&{ - 5}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 5}&{ - 5}\\{ - 5}&0\end{array}} \right|} \right), hay n⃗=(−2,5;2,5;−25)\vec n = ( - 2{,}5;2{,}5; - 25)

Khi đó n⃗\vec n là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (MNP) hay chính là mặt phắng (a).

Phương trình mặt phắng (a) là: −2,5(x−5)+2,5(y−0)−25(z−0)=0⇔x−y+10z−5=0.- 2{,}5(x - 5) + 2{,}5(y - 0) - 25(z - 0) = 0 \Leftrightarrow x - y + 10z - 5 = 0.

Vi C là vị trí mà máy bay xuyên qua đám mây đế hạ cánh nên C là giao điếm của đường thẳng AB và mặt phắng (a)(a).

Vi C∈ABC \in AB nên gọi tọa độ điếm C là C(3,5;−2+7,5t;0,4−0,4t){\rm{C}}(3{,}5; - 2 + 7{,}5{\rm{t}};0{,}4 - 0{,}4{\rm{t}}).

Lại có C∈(a)C \in ({\rm{a}}) nên ta có 3,5−(−2+7,5t)+10(0,4−0,4t)−5=03{,}5 - ( - 2 + 7{,}5{\rm{t}}) + 10(0{,}4 - 0{,}4{\rm{t}}) - 5 = 0, suy ra t=923{\rm{t}} = \frac{9}{{23}}.

Vậy ⊂(3,5;4346;28115)\subset \left( {3{,}5;\frac{{43}}{{46}};\frac{{28}}{{115}}} \right).

d) Vi D∈ABD \in AB nên gọi tọa độ điếm DD là D(3,5;−2+7,5t;0,4−0,4t)D(3{,}5; - 2 + 7{,}5t;0{,}4 - 0{,}4t).

D là vị trí mà máy bay ở độ cao 120 m , tức là khoảng cách từ D đến mặt phẳng (Oxy) bẳng 120 m và bằng 0,12  km0{,}12\;{\rm{km}}.

Ta có d(D,(Oxy))=∣0,4−0,4t′∣02+02+12=∣0,4−0,4t′∣{\rm{d}}({\rm{D}},({\rm{Oxy}})) = \frac{{\left| {0{,}4 - 0{,}4{t^\prime }} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} }} = \left| {0{,}4 - 0{,}4{t^\prime }} \right|.

Khi đó, ∣0,4−0,4t′∣=0,12⇒[0,4−0,4t′=0,120,4−0,4t′=−0,12⇒[t′=0,7t′=1,3\left| {0{,}4 - 0{,}4{{\rm{t}}^\prime }} \right| = 0{,}12 \Rightarrow \left[ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{0{,}4 - 0{,}4{t^\prime } = 0{,}12}\\{0{,}4 - 0{,}4{t^\prime } = - 0{,}12}\end{array} \Rightarrow \left[ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{{t^\prime } = 0{,}7}\\{{t^\prime } = 1{,}3}\end{array}} \right.} \right..

Với t' =0,7= 0{,}7, ta có D(3,5;3,25;0,12)D(3{,}5;3{,}25;0{,}12).

Với t' =1,3= 1{,}3, ta có D(3,5;7,75;−0,12)D(3{,}5;7{,}75; - 0{,}12).

Vi D là vị trí độ cao của máy bay nên ta chọn D(3,5;3,25;0,12)D(3{,}5 ; 3{,}25 ; 0{,}12).

e) Ta có DE=(3,5−3,5)2+(4,5−3,25)2+(0−0,12)2≈1,256(  km)DE = \sqrt {{{(3{,}5 - 3{,}5)}^2} + {{(4{,}5 - 3{,}25)}^2} + {{(0 - 0{,}12)}^2}} \approx 1{,}256(\;{\rm{km}})

Vì tầm nhìn xa của phi công sau khi ra khỏi đám mây là 900  m=0,9  km<1,256  km900\;{\rm{m}} = 0{,}9\;{\rm{km}} < 1{,}256\;{\rm{km}} nên người phi công đó không đạt được quy định an toàn bay.