TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SGK Toán 11 KNTT Bài 25. Hai mặt phẳng vuông góc có đáp án

Về trang đề

Câu 1

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

Vì a ^ (P) và a' ^ (P) nên a và a' trùng nhau hoặc song song với nhau.

Vì b ^ (Q) và b' ^ (Q) nên b và b' trùng nhau hoặc song song với nhau.

Do đó (a, b) = (a', b').

Câu 2

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

Xét a ^ (P) và b ^ (Q).

Khi đó (a, b) là góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q).

Góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng 0° tức (a, b) = 0° khi a và b song song hoặc trùng nhau hay (P) và (Q) song song hoặc trùng nhau.

Vậy góc giữa hai mặt phẳng bằng 0° khi và chỉ khi hai mặt phẳng đó song song hoặc trùng nhau.

Góc giữa hai mặt phẳng khác 0° khi hai mặt phẳng đó giao nhau.

Câu 3

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

Hình minh hoạ

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Vì SO ^ (ABCD) nên SO ^ AO và SO ^ BO mà (SAC) Ç (SBD) = SO, suy ra góc giữa hai mặt phẳng (SAC) và (SBD) bằng góc giữa hai đường thẳng AO và BO.

Mà (AO, BO) = AOB^\widehat{AOB} .

+) Nếu (SAC) ^ (SBD) thì AOB^=90∘\widehat{AOB}=90^{\circ} , khi đó AC ^ BD mà ABCD là hình chữ nhật, suy ra ABCD là hình vuông.

+) Nếu ABCD là hình vuông thì AC ^ BD, suy ra AOB^=90∘\widehat{AOB}=90^{\circ} hay (SAC) ^ (SBD).

Câu 4

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

a) Vì a ^ (P) mà b Ì (P) nên a ^ b. Vậy (a, b) = 90°.

b) Vì a ^ (P) và b ^ (Q) nên góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng góc giữa hai đường thẳng a và b mà (a, b) = 90° nên góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng 90°.

Câu 5

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

Vì mặt phẳng cánh cửa chứa đường thẳng nối các bản lề của cửa phòng, mà đường thẳng nối các bản lề của cửa phòng vuông góc với sàn nhà nên mặt phẳng cánh cửa chứa đường thẳng nối các bản lề của cửa phòng luôn vuông góc với sàn nhà. Do đó trong quá trình đóng – mở, cánh cửa luôn vuông góc với sàn nhà.

Câu 6

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

a) Vì a ^ D và b ^ D mà (P) Ç (Q) = D nên góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng góc giữa hai đường thẳng a và b.

Mà góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) bằng 90° nên (a, b) = 90°.

b) Vì (a, b) = 90° nên a ^ b.

Có a⊥ba⊥Δb∩Δ=O}⇒a⊥(Q)\begin{matrix}a\perp b \\ a\perp Δ \\ b\cap Δ=O\end{matrix}\}\Rightarrow a\perp (Q) .

Câu 7

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

a) Vì (P) ^ (R) và a' là đường thẳng qua O thuộc (P) mà a' ^ (R) nên a' thuộc (P) hay a' nằm trong mặt phẳng (P).

Vì (Q) ^ (R) và a' là đường thẳng qua O thuộc (Q) mà a' ^ (R) nên a' thuộc (Q) hay a' nằm trong mặt phẳng (Q).

Câu 8

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

b) Vì a' nằm trong hai mặt phẳng (P) và (Q) nên a' là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và (Q). Lại có theo đề hai mặt phẳng (P) và (Q) cắt nhau theo giao tuyến a nên a và a' trùng nhau.

c) Vì a' ^ (R) mà a và a' trùng nhau nên a ^ (R).

Câu 9

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

Hình minh hoạ

a) Vì B', C', D' tương ứng là hình chiếu của A trên SB, SC, SD nên AB' ^ SB, AC' ^ SC, AD' ^ SD.

Vì SA ^ (ABCD) nên SA ^ BC, SA ^ CD.

Do ABCD là hình chữ nhật nên BC ^ AB, CD ^ AD.

Vì SA ^ BC và BC ^ AB nên BC ^ (SAB), suy ra (SBC) ^ (SAB).

Vì (SBC)∩(SAB)=SB(SBC)⊥(SAB)AB′⊂(SAB)AB′⊥SB}⇒AB′⊥(SBC)\begin{matrix}(SBC)\cap (SAB)=SB \\ (SBC)\perp (SAB) \\ A{B}^{'}\subset (SAB) \\ A{B}^{'}\perp SB\end{matrix}\}\Rightarrow A{B}^{'}\perp (SBC) .

Vì SA ^ CD và CD ^ AD nên CD ^ (SAD), suy ra (SCD) ^ (SAD).

Vì (SCD)⊥(SAD)(SCD)∩(SAD)=SDAD′⊂(SAD)AD′⊥SD}⇒AD′⊥(SCD)\begin{matrix}(SCD)\perp (SAD) \\ (SCD)\cap (SAD)=SD \\ A{D}^{'}\subset (SAD) \\ A{D}^{'}\perp SD\end{matrix}\}\Rightarrow A{D}^{'}\perp (SCD).

Vì AB′⊥SCA{B}^{'}\perp SC và AD′⊥SCA{D}^{'}\perp SC nên SC ^ (AB'C'D') mà SC Ì (SAC) nên (SAC) ^ (AB'C'D').

Vì SA ^ (ABCD) mà SA Ì (SAC) nên (SAC) ^ (ABCD).

Câu 10

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

b) (AB′C′D′)∩(ABCD)=Δ(SAC)⊥(AB′C′D′)(SAC)⊥(ABCD)}⇒Δ⊥(SAC)\begin{matrix}(A{B}^{'}{C}^{'}{D}^{'})\cap (ABCD)=Δ \\ (SAC)\perp (A{B}^{'}{C}^{'}{D}^{'}) \\ (SAC)\perp (ABCD)\end{matrix}\}\Rightarrow Δ\perp (SAC)Vì ⇒ D ^ AC.

Câu 11

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

Lời giải:

a) Theo tài liệu nói trên, xOy^\widehat{xOy} có số đo từ 100° đến 105°.

Câu 12

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

b) Vì Ox ^ a, Oy ^ a nên nếu thiết kế theo hướng dẫn đó thì góc giữa mặt phẳng chứa mặt ghế và mặt phẳng chứa lưng ghế là góc tạo bởi hai đường thẳng tương ứng chứa Ox và Oy.

Vì 100∘≤xOy^≤105∘100^{\circ}\le \widehat{xOy}\le 105^{\circ} nên góc giữa hai đường thẳng tương ứng chứa Ox và Oy có thể nhận số đo từ 75° đến 80°.

Vậy góc giữa mặt phẳng chứa mặt ghế và mặt phẳng chứa lưng ghế có thể nhận số đo từ 75° đến 80°.

Câu 13

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

Hình minh hoạ

a) Xét tam giác ABC có AB = AC nên tam giác ABC cân tại A mà AM là trung tuyến nên AM là đường cao hay AM ^ BC.

Vì SA ^ (ABC) nên SA ^ BC mà AM ^ BC, suy ra BC ^ (SAM), do đó BC ^ SM.

Vì AM ^ BC và BC ^ SM nên là một góc phẳng của góc nhị diện [S, BC, A].

Câu 14

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

b) Áp dụng định lí Côsin cho tam giác ABC, có:

BC2=AB2+AC2−2⋅AB⋅AC⋅cosBAC^=a2+a2−2⋅a⋅a⋅cos120∘B{C}^{2}=A{B}^{2}+A{C}^{2}-2\cdot AB\cdot AC\cdot cos\widehat{BAC}={a}^{2}+{a}^{2}-2\cdot a\cdot a\cdot cos120^{\circ}.

=2a2+2a2⋅12=3a2⇒BC=a3=2{a}^{2}+2{a}^{2}\cdot \frac{1}{2}=3{a}^{2}\Rightarrow BC=a\sqrt{3}

Vì M là trung điểm của BC nên BM=MC=a32BM=MC=\frac{a\sqrt{3}}{2} .

Xét tam giác AMB vuông tại M, có AM=AB2−BM2=a2−3a24=a2AM=\sqrt{A{B}^{2}-B{M}^{2}}=\sqrt{{a}^{2}-\frac{3{a}^{2}}{4}}=\frac{a}{2}

Vì SA ^ (ABC) nên SA ^ AM.

Xét tam giác SAM vuông tại A, có: tan⁡SMA^=SAAM=a23a2=13⇒SMA^=30∘\tan \widehat{SMA}=\frac{SA}{AM}=\frac{\frac{a}{2\sqrt{3}}}{\frac{a}{2}}=\frac{1}{\sqrt{3}}\Rightarrow \widehat{SMA}=30^{\circ} .

Vậy số đo của góc nhị diện [S, BC, A] bằng 30°.

Câu 15

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

Hình minh hoạ

Gọi I, J lần lượt là tâm của nửa hình tròn khung cửa và nửa hình tròn cánh cửa. Khi cửa mở, đường kính của khung và đường kính của cánh song song với nhau, do đó chúng cũng song song với giao tuyến m (qua O) của hai mặt phẳng tương ứng chứa khung và cánh cửa.

Vì O là điểm chính giữa của các cung tròn khung cửa và cánh cửa nên OI vuông góc với đường kính khung cửa, OJ vuông góc với đường kính cánh cửa. Vậy OI, OJ cùng vuông góc với m. Do đó là một góc phẳng nhị diện của góc nhị diện có hai nửa mặt phẳng tương ứng chứa cánh và khung cửa.

Vì m ^ OI, m ^ OJ nên m ^ (OIJ) ⇒ m ^ IJ.

Vậy IJ cũng vuông góc với các đường kính cánh cửa và khung cửa. Do đó IJ = 40 cm.

Mặt khác OI = OJ = 80 : 2 = 40 cm, suy ra tam giác OIJ đều và IOJ^=60∘\widehat{IOJ}=60^{\circ} .

Vậy để khoảng cách d giữa đường kính cánh cửa và đường kính khung cửa bằng 40 cm thì góc nhị diện có hai nửa mặt phẳng tương ứng chứa cánh và khung cửa có số đo là 60°.

Câu 16

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

Hình lăng trụ có các mặt bên là hình bình hành.

Mặt khác, hình lăng trụ đứng có các cạnh bên vuông góc với mặt đáy. Do đó hình lăng trụ đứng có các mặt bên là các hình chữ nhật.

Vì các cạnh bên vuông góc với đáy nên mặt bên cũng vuông góc với mặt đáy.

Câu 17

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

Hình lăng trụ đều trước hết là hình lăng trụ đứng nên các mặt bên của nó là các hình chữ nhật.

Mặt khác, các cạnh đáy của lăng trụ đều bằng nhau và các cạnh bên của một lăng trụ luôn bằng nhau. Do đó các mặt bên của hình lăng trụ đều là các hình chữ nhật có cùng kích thước.

Câu 18

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

Hình hộp đứng là một trường hợp đặc biệt của hình lăng trụ đứng, có 4 mặt bên là các hình chữ nhật, còn hai đáy là hai hình bình hành. Do đó hình hộp đứng có ít nhất 4 mặt là hình chữ nhật, đó là các mặt bên.

Câu 19

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

a) Hình hộp chữ nhật là hình hộp đứng nên nó có các mặt bên là các hình chữ nhật. Hơn nữa, hai đáy của hình hộp chữ nhật là hai hình chữ nhật. Do đó hình hộp chữ nhật có 6 mặt là hình chữ nhật.

b) Các đường chéo của hình hộp chữ nhật có bằng nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường. Bởi vì, cứ hai đường chéo bất kì của hình hộp chữ nhật đều xác định nằm trong một hình chữ nhật và là hai đường chéo của hình chữ nhật đó.

Câu 20

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

Hình lập phương trước hết là hình hộp chữ nhật nên các mặt đều là hình chữ nhật.

Hơn nữa, nó có tất cả các cạnh bằng nhau nên các mặt là hình vuông.

Vậy các mặt của hình lập phương là hình vuông.

Câu 21

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

Chiếc thùng có đáy và các mặt bên là các hình chữ nhật. Do đó miệng thùng cũng là hình chữ nhật (có các cạnh tương ứng song song và bằng cạnh đáy) thuộc mặt phẳng song song với đáy.

Vì các cạnh bên song song với nhau nên thùng là một hình lăng trụ. Mặt khác, mỗi cạnh bên của thùng đều vuông góc với đáy (vì nó vuông góc với hai cạnh kề của đáy). Do đó thùng là lăng trụ đứng, hơn nữa, có đáy là hình chữ nhật nên thùng có dạng hình hộp chữ nhật.

Câu 22

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

Hình minh hoạ

Giả sử tháp có dạng hình chóp S.ABCD với đáy là hình vuông và các cạnh bên bằng nhau.

Theo đề có: AB = BC = CD = DA = 34 m, SA = SB = SC = SD » 32,3 m.

Gọi O là hình chiếu của S trên mặt đáy nên SO ^ (ABCD).

Xét tam giác SOB vuông tại O nên OB=SB2−SO2OB=\sqrt{S{B}^{2}-S{O}^{2}} ;

Xét tam giác SOD vuông tại O nên OD=SD2−SO2OD=\sqrt{S{D}^{2}-S{O}^{2}} ;

Xét tam giác SOA vuông tại O nên OA=SA2−SO2OA=\sqrt{S{A}^{2}-S{O}^{2}} ;

Xét tam giác SOC vuông tại O nên OC=SC2−SO2OC=\sqrt{S{C}^{2}-S{O}^{2}} .

Mà SA = SB = SC = SD nên OA = OB = OC = OD hay O là tâm đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD, do đó O là tâm của hình vuông.

Câu 23

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

a) Do S.A1A2…AnS.{A}_{1}{A}_{2}\ldots {A}_{n} là hình chóp đều nên SA1_{1} = SA2_{2} = … = SAn_{n}

Vì O là hình chiếu của S trên mặt phẳng (A1A2…An)({A}_{1}{A}_{2}\ldots {A}_{n}) nên SO ^ (A1A2…An)({A}_{1}{A}_{2}\ldots {A}_{n}) .

Xét tam giác SOA1_{1} vuông tại O, có OA1=SA12−SO2O{A}_{1}=\sqrt{S{A}_{1}^{2}-S{O}^{2}} ,

Xét tam giác SOA2_{2} vuông tại O, có OA2=SA22−SO2O{A}_{2}=\sqrt{S{A}_{2}^{2}-S{O}^{2}} ,

…..

Xét tam giác SOAn_{n} vuông tại O, có OAn=SAn2−SO2O{A}_{n}=\sqrt{S{A}_{n}^{2}-S{O}^{2}} .

Mà SA1_{1} = SA2_{2} = … = SAn_{n} nên OA1_{1} = OA2_{2} = … = OAn_{n} hay O là tâm đa giác đều A1A2…An{A}_{1}{A}_{2}\ldots {A}_{n} .

Câu 24

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

Hình minh hoạ

Gọi G là hình chiếu của S trên mặt phẳng (ABC).

Vì S.ABC là hình chóp tam giác đều nên G là trọng tâm của tam giác ABC.

Gọi AG cắt BC tại D mà ABC là tam giác đều nên AD ^ BC.

Mà SG ^ (ABC) nên SG ^ BC.

Vì AD ^ BC và SG ^ BC nên BC ^ (SAD), suy ra BC ^ SD.

Vì AD ^ BC và BC ^ SD nên SDA^\widehat{SDA} là góc phẳng nhị diện của góc nhị diện [S, BC, A].

Vì ABC là tam giác đều cạnh a, AD là đường cao nên AD=a32AD=\frac{a\sqrt{3}}{2} .

Suy ra DG=13AD=13⋅a32=a36DG=\frac{1}{3}AD=\frac{1}{3}\cdot \frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{6} .

Xét tam giác ABC có AD là trung tuyến nên D là trung điểm của BC, do đó BD=DC=BC2=a2BD=DC=\frac{BC}{2}=\frac{a}{2} .

Xét tam giác SBD vuông tại D có SD=SB2−BD2=5a212−a24=a6SD=\sqrt{S{B}^{2}-B{D}^{2}}=\sqrt{\frac{5{a}^{2}}{12}-\frac{{a}^{2}}{4}}=\frac{a}{\sqrt{6}} .

Xét tam giác SGD vuông tại G có cosSDA^=cosSDG^=GDSD=a36a6=22cos\widehat{SDA}=cos\widehat{SDG}=\frac{GD}{SD}=\frac{\frac{a\sqrt{3}}{6}}{\frac{a}{\sqrt{6}}}=\frac{\sqrt{2}}{2}

⇒SDG^=45∘\Rightarrow \widehat{SDG}=45^{\circ}.

Vậy số đo góc nhị diện [S, BC, A] là 45°.

Câu 25

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

Hình minh hoạ

Hình chóp cụt đều có các cạnh bên bằng nhau vì:

A1_{1}B1_{1} = SA1_{1} – SB1_{1}; A2_{2}B2_{2} = SA2_{2} – SB2_{2}; …; An_{n}Bn_{n} = SAn_{n} – SBn_{n}.

Dựa vào kết quả của hoạt động 13, ta có: SA1_{1} = SA2_{2} = … = SAn_{n} và SB1_{1} = SB2_{2} = …= SBn_{n} nên A1_{1}B1_{1} = A2_{2}B2_{2} = An_{n}Bn_{n}.

Câu 26

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

Hình minh hoạ

a) Vì SA ^ (ABC) nên (SAB) ^ (ABC).

Vì SA ^ (ABC) nên SA ^ BC.

Vì H là hình chiếu của A trên BC nên AH ^ BC.

Vì SA ^ BC và AH ^ BC nên BC ^ (SAH), suy ra (SAH) ^ (SBC).

Câu 27

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

b) Vì BC ^ (SAH) nên BC ^ SH mà AH ^ BC nên SHA^\widehat{SHA} là góc phẳng nhị diện của góc nhị diện [S, BC, A].

Xét tam giác ABC vuông tại A, ABC^=30∘\widehat{ABC}=30^{\circ} , AC = a có: tan⁡ABC^=ACAB\tan \widehat{ABC}=\frac{AC}{AB}

⇒AB=ACtan⁡ABC^=atan⁡30∘=a3\Rightarrow AB=\frac{AC}{\tan \widehat{ABC}}=\frac{a}{\tan 30^{\circ}}=a\sqrt{3}.

Xét tam giác ABC vuông tại A, có 1AH2=1AB2+1AC2=13a2+1a2=43a2\frac{1}{A{H}^{2}}=\frac{1}{A{B}^{2}}+\frac{1}{A{C}^{2}}=\frac{1}{3{a}^{2}}+\frac{1}{{a}^{2}}=\frac{4}{3{a}^{2}}

⇒AH=a32\Rightarrow AH=\frac{a\sqrt{3}}{2}.

Vì SA ^ (ABC) nên SA ^ AH.

Xét tam giác SAH vuông tại A có: tan⁡SHA^=SAAH=a32a32=1⇒SHA^=45∘\tan \widehat{SHA}=\frac{SA}{AH}=\frac{\frac{a\sqrt{3}}{2}}{\frac{a\sqrt{3}}{2}}=1\Rightarrow \widehat{SHA}=45^{\circ} .

Vậy số đo của góc nhị diện [S, BC, A] bằng 45°.

Câu 28

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

Hình minh hoạ

a) Vì ABCD.A'B'C'D' là hình lập phương nên có các mặt là hình vuông.

Xét tam giác ABC vuông tại B, có AC=AB2+BC2=a2+a2=a2AC=\sqrt{A{B}^{2}+B{C}^{2}}=\sqrt{{a}^{2}+{a}^{2}}=a\sqrt{2} .

Vì AA' ^ (ABCD) nên AA' ^ AC.

Xét tam giác A'AC vuông tại A, có A′C=AA′2+AC2=a2+2a2=a3{A}^{'}C=\sqrt{A{{A}^{'}}^{2}+A{C}^{2}}=\sqrt{{a}^{2}+2{a}^{2}}=a\sqrt{3} .

Vậy đường chéo của hình lập phương có độ dài là a3a\sqrt{3} .

Câu 29

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

b) Vì AA' ^ (ABCD) nên AA' ^ BD.

Vì ABCD là hình vuông nên AC ^ BD mà AA' ^ BD, suy ra BD ^ (ACC'A').

Vì BD ^ (ACC'A') nên (ACC'A') ^ (BDD'B').

Câu 30

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

c) Vì BD ^ (ACC'A') nên BD ^ C'O mà CO ^ BD (do AC ^ BD) nên là góc phẳng nhị diện của góc nhị diện [C, BD, C'].

Do ABCD là hình vuông nên O là trung điểm của AC, suy ra AO=OC=AC2=a22AO=OC=\frac{AC}{2}=\frac{a\sqrt{2}}{2} .

Xét tam giác C'CO vuông tại C, có tan⁡C′OC^=CC′CO=aa22=2⇒C′OC^≈55∘\tan \widehat{{C}^{'}OC}=\frac{C{C}^{'}}{CO}=\frac{a}{\frac{a\sqrt{2}}{2}}=\sqrt{2}\Rightarrow \widehat{{C}^{'}OC}\approx 55^{\circ} .

Vậy số đo của các góc nhị diện [C, BD, C'] khoảng 55°.

Vì AO ^ BD (do AC ^ BD), BD ^ C'O nên AOC′^\widehat{AO{C}^{'}} là góc phẳng nhị diện của góc nhị diện [A, BD,C'].

Vì AOC′^+C′OC^=180∘\widehat{AO{C}^{'}}+\widehat{{C}^{'}OC}=180^{\circ} nên AOC′^=180∘−C′OC^≈180∘−55∘=125∘\widehat{AO{C}^{'}}=180^{\circ}-\widehat{{C}^{'}OC}\approx 180^{\circ}-55^{\circ}=125^{\circ} .

Vậy số đo góc nhị diện [A, BD,C'] khoảng 125°.

Câu 31

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

Hình minh hoạ

a) Vì ABCD.A'B'C'D' là hình hộp chữ nhật nên BB' ^ (ABCD).

Suy ra (BDD'B') ^ (ABCD).

b) Vì ABCD.A'B'C'D' là hình hộp chữ nhật nên CC' ^ (ABCD), suy ra C là hình chiếu của C' trên mặt phẳng (ABCD).

A là hình chiếu của A trên mặt phẳng (ABCD). Do đó AC là hình chiếu của AC' trên mặt phẳng (ABCD).

Câu 32

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

c) Vì ABCD là hình chữ nhật nên AC2=AB2+BC2=a2+b2A{C}^{2}=A{B}^{2}+B{C}^{2}={a}^{2}+{b}^{2} .

Vì CC' ^ (ABCD) nên CC' ^ AC.

Xét tam giác C'CA vuông tại C, có AC′=AC2+CC′2=a2+b2+c2A{C}^{'}=\sqrt{A{C}^{2}+C{{C}^{'}}^{2}}=\sqrt{{a}^{2}+{b}^{2}+{c}^{2}} .

Vậy AC′=a2+b2+c2A{C}^{'}=\sqrt{{a}^{2}+{b}^{2}+{c}^{2}} .

Câu 33

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

Hình minh hoạ

a) Gọi G là hình chiếu của S trên mặt phẳng (ABC).

Vì S.ABC đều nên G là tâm của tam giác ABC hay G là trọng tâm đồng thời G cũng là trực tâm của tam giác ABC.

Gọi a là góc tạo bởi cạnh bên SA và mặt phẳng đáy (ABC).

Vì SG ^ (ABC) nên GA là hình chiếu của SA trên mặt phẳng (ABC).

Khi đó góc giữa cạnh bên SA và mặt phẳng đáy (ABC) bằng góc giữa hai đường thẳng SA và AG. Mà (SA, AG) = SAG^=α\widehat{SAG}=α.

Kẻ AG cắt BC tại D, khi đó D là trung điểm của BC, AD ^ BC.

Xét tam giác ABC đều cạnh a, AD là đường cao nên AD=a32AD=\frac{a\sqrt{3}}{2} .

Suy ra AG=23AD=23⋅a32=a33AG=\frac{2}{3}AD=\frac{2}{3}\cdot \frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{3}

giác SGA vuông tại G, có SG=SA2−AG2=b2−a23SG=\sqrt{S{A}^{2}-A{G}^{2}}=\sqrt{{b}^{2}-\frac{{a}^{2}}{3}} .

sin⁡SAG^=SGSA=b2−a23b=3b2−a23b2=1−a23b2\sin \widehat{SAG}=\frac{SG}{SA}=\frac{\sqrt{{b}^{2}-\frac{{a}^{2}}{3}}}{b}=\sqrt{\frac{3{b}^{2}-{a}^{2}}{3{b}^{2}}}=\sqrt{1-\frac{{a}^{2}}{3{b}^{2}}}.

Vậy sin của góc tạo bởi cạnh bên và mặt đáy bằng 1−a23b2\sqrt{1-\frac{{a}^{2}}{3{b}^{2}}} .

Câu 34

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

b) Gọi b là góc tạo bởi mặt phẳng (SBC) và (ABC).

Vì SG ^ (ABC) nên SG ^ BC mà AD ^ BC nên BC ^ (SAD), suy ra BC ^ SD.

Khi đó góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABC) bằng góc giữa hai đường thẳng AD và SD, mà (AD, SD) = SDA^=β\widehat{SDA}=β .

Vì GD=13AD=13⋅a32=a36GD=\frac{1}{3}AD=\frac{1}{3}\cdot \frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{6} .

Xét tam giác SGD vuông tại G, có

tan⁡SDG^=SGGD=b2−a23a36=36(3b2−a2)9a2=4(3b2−a2)a2=23b2−a2a\tan \widehat{SDG}=\frac{SG}{GD}=\frac{\sqrt{{b}^{2}-\frac{{a}^{2}}{3}}}{\frac{a\sqrt{3}}{6}}=\sqrt{\frac{36(3{b}^{2}-{a}^{2})}{9{a}^{2}}}=\sqrt{\frac{4(3{b}^{2}-{a}^{2})}{{a}^{2}}}=\frac{2\sqrt{3{b}^{2}-{a}^{2}}}{a}.

Câu 35

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

Hình minh hoạ

a) Vì hai mái nhà trong Hình 7.72 là hai hình chữ nhật nên góc nhị diện tạo bởi hai nửa mặt phẳng tương ứng chứa hai mái nhà bằng góc giữa hai đường thẳng OA và OB, mà (OA, OB) = AOB^\widehat{AOB} .

Áp dụng định lí Côsin trong tam giác OAB, ta có:

cosAOB^=OA2+OB2−AB22⋅OA⋅OB=2,82+42−4,822⋅2,8⋅4=128⇒AOB^≈88∘cos\widehat{AOB}=\frac{O{A}^{2}+O{B}^{2}-A{B}^{2}}{2\cdot OA\cdot OB}=\frac{2,{8}^{2}+{4}^{2}-4,{8}^{2}}{2\cdot 2{,}8\cdot 4}=\frac{1}{28}\Rightarrow \widehat{AOB}\approx 88^{\circ}.

Vậy số đo của góc nhị diện tạo bởi hai nửa mặt phẳng tương ứng chứa hai mái nhà khoảng 88°.

Câu 36

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

b) Vì đường giao giữa hai mái nhà vuông góc với OA và OB nên đường giao giữa hai mái nhà vuông góc với mặt phẳng (OAB).

Mà đường giao giữa hai mái nhà song song với mặt đất nên mặt phẳng (OAB) vuông góc với mặt đất phẳng.

Câu 37

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

c) Gọi H là giao điểm của đường thẳng qua B và song song với mặt đất với đường thẳng đi qua A và vuông góc với mặt đất.

Khi đó góc giữa mái nhà chứa OB và mặt đất là góc OBH.

Xét tam giác AHB vuông tại H, có: sin⁡ABH^=AHAB=0,54,8=548⇒ABH^≈6∘\sin \widehat{ABH}=\frac{AH}{AB}=\frac{0{,}5}{4{,}8}=\frac{5}{48}\Rightarrow \widehat{ABH}\approx 6^{\circ} .

Áp dụng định lí Côsin trong tam giác OAB có:

cosOBA^=OB2+AB2−OA22⋅OB⋅AB=42+4,82−2,822⋅4⋅4,8=1316⇒OBA^≈36∘cos\widehat{OBA}=\frac{O{B}^{2}+A{B}^{2}-O{A}^{2}}{2\cdot OB\cdot AB}=\frac{{4}^{2}+4,{8}^{2}-2,{8}^{2}}{2\cdot 4\cdot 4{,}8}=\frac{13}{16}\Rightarrow \widehat{OBA}\approx 36^{\circ}.

Do đó OBH^=OBA^+ABH^≈36∘+6∘=42∘\widehat{OBH}=\widehat{OBA}+\widehat{ABH}\approx 36^{\circ}+6^{\circ}=42^{\circ} .

Vậy góc giữa mái nhà (chứa OB) so với mặt đất khoảng 42°.

Câu 38

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

Gọi a là góc tạo bởi đường dành cho người khuyết tật và mặt phẳng nằm ngang.

Vì độ dốc của đường thẳng dành cho người khuyết tật được quy định là không quá 112\frac{1}{12} nên tan⁡α≤112⇒α≤4,76∘\tan α\le \frac{1}{12}\Rightarrow α\le 4{,}76^{\circ} .

Vậy góc tạo bởi đường dành cho người khuyết tật và mặt phẳng nằm ngang không vượt quá 4,76°.