Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, biết (SAB) vuông góc với (ABCD)

Lời giải Bài 7.24 trang 34 SBT Toán 11 Tập 2 sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 11.

1 3,962 29/09/2024


Giải SBT Toán 11 Bài 25: Hai mặt phẳng vuông góc

Bài 7.24 trang 34 SBT Toán 11 Tập 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, biết (SAB) ⊥ (ABCD), (SAD) ⊥ (ABCD) và SA = a. Tính côsin của số đo góc nhị diện [S, BD, C] và góc nhị diện [B, SC, D].

Lời giải:

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, biết (SAB) vuông góc (ABCD)

*) Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Ta có (SAB) ⊥ (ABCD), (SAD) ⊥ (ABCD) nên SA ⊥ (ABCD). Suy ra SA ⊥ BD.

Mà AC ⊥ BD (do ABCD là hình vuông) nên BD ⊥ (SAC). Do đó BD ⊥ SO.

Vì BD ⊥ SO, CO ⊥ BD nên góc nhị diện [S, BD, C] bằng SOC^.

Ta có ABCD là hình vuông cạnh a nên AC = a2, AO = a22.

Vì tam giác SAO vuông tại A nên SO = SA2+AO2=a2+a222=a62 và cosSOC^ = -cosSOA^ = -OASO = -33.

Vậy côsin của số đo góc nhị diện [S, BD, C] bằng -33 .

*) Kẻ BM ⊥ SC tại M.

Vì ABCD là hình vuông nên BD ⊥ AC mà BD ⊥ SA (do SA ⊥ (ABCD)).

Do đó BD ⊥ (SAC), suy ra BD ⊥ SC mà BM ⊥ SC nên SC ⊥ (BDM).

Suy ra SC ⊥ DM.

Xét ∆SAB và ∆SAD có SA chung, SAB^=SAD^ = 90o, AB = AD nên ∆SAB = ∆SAD.

Suy ra SB = SD (hai cạnh tương ứng).

Xét ∆SBC và ∆SDC có SB = SD, SC chung, BC = DC nên ∆SBC = ∆SDC.

Suy ra BM = DM (đều là đường cao tương ứng với đáy SC).

Vì BM ⊥ SC và DM ⊥ SC nên góc nhị diện [B, SC, D] bằng BMD^.

Có BC ⊥ AB, BC ⊥ SA (SA ⊥ (ABCD)) nên BC ⊥ (SAB) ⇒ BC ⊥ SB hay tam giác SBC vuông tại B.

Xét tam giác SAB vuông tại A, có SB = SA2+AB2=a2.

Xét tam giác SBC vuông tại B, có SC = SB2+BC2=a3 và

BM.SC = SB.BC ⇒DM = BM = SB.BCSC=a63.

Áp dụng định lí côsin trong tam giác BDM, có cosBMD^=BM2+DM2-BD22.BM.DM=-12.

Vậy côsin của số đo góc nhị diện [B, SC, D] bằng -12.
*Lý thuyết liên quan

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, biết (SAB) vuông góc với (ABCD) (ảnh 1)

1 3,962 29/09/2024


Xem thêm các chương trình khác: