Giải Toán 11 trang 65 Tập 2 Kết nối tri thức

Với giải bài tập Toán 11 trang 65 Tập 2 trong Bài tập cuối chương 7 trang 64 sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 11 trang 65 Tập 2.

1 158 03/12/2023


Giải Toán 11 trang 65 Tập 2

Bài 7.38 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho tứ diện OABC có OA, OB, OC đôi một vuông góc với nhau và OA = a, OB = a2 và OC = 2a. Tính khoảng cách từ điểm O đến mặt phẳng ABC.

Lời giải:

Bài 7.38 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Kẻ OD BC tại D.

Có OA OB, OA OC nên OA (OBC), suy ra OA BC mà OD BC nên

BC (OAD).

Kẻ OE AD tại E.

Vì BC (OAD) nên BC OE mà OE AD nên OE (ABC).

Do đó d(O, (ABC)) = OE.

Xét tam giác OBC vuông tại O, OD là đường cao có:

1OD2=1OB2+1OC2=12a2+14a2=34a2.

Vì OA (OBC) nên OA OD.

Xét tam giác AOD vuông tại O, OE là đường cao nên

1OE2=1OA2+1OD2=1a2+34a2=74a2OE=2a77.

Vậy d(O, (ABC))=2a77.

Bài 7.39 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho tứ diện ABCD có tam giác ABC cân tại A, tam giác BCD cân tại D. Gọi I là trung điểm của cạnh BC.

a) Chứng minh rằng BC (AID).

b) Kẻ đường cao AH của tam giác AID. Chứng minh rằng AH (BCD).

c) Kẻ đường cao IJ của tam giác AID. Chứng minh rằng IJ là đường vuông góc chung của AD và BC.

Lời giải:

Bài 7.39 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Vì tam giác ABC cân tại A, AI là trung tuyến nên AI đồng thời là đường cao hay AI BC.

Vì tam giác BCD cân tại D, DI là trung tuyến nên DI đồng thời là đường cao hay DI BC.

Có AIBC và DI BC nên BC (AID).

b) Do AH là đường cao của tam giác AID nên AH DI.

Vì BC (AID) nên BC AH mà AH DI nên AH (BCD).

c) Vì BC (AID) nên BC IJ, mà IJ là đường cao của tam giác AID nên IJ AD. Do đó IJ là đường vuông góc chung của AD và BC.

Bài 7.40 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, BC = a và CAB^ = 30o. Biết SA (ABC) và SA = a2 .

a) Chứng minh rằng (SBC) (SAB).

b) Tính theo a khoảng cách từ điểm A đến đường thẳng SC và khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBC).

Lời giải:

Bài 7.40 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Do tam giác ABC vuông tại B nên AB BC.

Vì SA (ABC) nên SA BC mà AB BC nên BC (SAB), suy ra (SBC) (SAB).

b) Kẻ AD SC tại D. Khi đó d(A, SC) = AD.

Vì SA (ABC) nên SA AC nên tam giác SAC vuông tại A.

Xét tam giác ABC vuông tại B, sinCAB^ = BCAC

AC = BCsinCAB^=asin30°= 2a.

Xét tam giác SAC vuông tại A, AD là đường cao, có:

1AD2=1SA2+1AC2=12a2+14a2=34a2AD=2a33.

Vậy d(A, SC) =2a33 .

Kẻ AE SB tại E.

Vì BC (SAB) nên BC AE mà AE SB nên AE (SBC).

Khi đó d(A, (SBC)) = AE.

Xét tam giác ABC vuông tại B, có AB = BCtan30°=atan30°= a3.

Vì SA (ABC) nên SA AB, suy ra tam giác SAB vuông tại A.

Xét tam giác SAB vuông tại A, AE là đường cao, có: 1AE2=1SA2+1AB2 .

=12a2+13a2=56a2AE = a65

Vậy d(A, (SBC)) = a65 .

Bài 7.41 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a. Biết tam giác SAD vuông cân tại S và (SAD) (ABCD).

a) Tính theo a thể tích của khối chóp S.ABCD.

b) Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AD và SC.

Lời giải:

Bài 7.41 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Kẻ SE AD tại E. Vì tam giác SAD vuông cân tại S nên E là trung điểm của AD.

Có (SAD) (ABCD), (SAD) (ABCD) = AD, SE AD nên SE (ABCD).

Vì tam giác SAD vuông cân tại S, SE là trung tuyến nên SE = AD2=a2.

Khi đó VS.ABCD=13SABCDSE=13a2a2=a36 .

b) Do ABCD là hình vuông nên AD // BC mà BC (SBC) nên AD // (SBC).

Khi đó d(AD, SC) = d(AD, (SBC)) = d(E, (SBC)).

Kẻ EF // AB (F thuộc BC). Khi đó EF BC (vì AB BC).

Mà SE (ABCD) nên SE BC mà EF BC nên BC (SEF).

Lại có BC (SBC) nên (SBC) (SEF) và (SBC) (SEF) = SF.

Kẻ EG SF tại G nên EG (SBC). Khi đó d(E, (SBC)) = EG.

Do ABCD là hình vuông nên EF = AB = a.

Xét tam giác SEF vuông tại E, EG là đường cao, có

1EG2=1SE2+1EF2=4a2+1a2=5a2EG = a5.

Vậy d(AD, SC) = a5.

Bài 7.42 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D' có độ dài tất cả các cạnh bằng a, AA' (ABCD) và BAD^ = 60o.

a) Tính thể tích của khối hộp ABCD.A'B'C'D'.

b) Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (A'BD).

Lời giải:

Bài 7.42 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Vì hình hộp ABCD.A'B'C'D' có độ dài tất cả các cạnh bằng a nên ABCD là hình thoi, suy ra AO = OC và AC BD.

Có SABD = 12.AO.BD = 12.CO.BD = SBCD. Do đó SABCD = 2SABD.

Mà SABD = 12.AB.AD.sinBAD^ = 12.a.a.sin60o = a234 . Do đó SABCD = a232.

Vậy VABCD.A'B'C'D'=AA'SABCD=aa232=a332 .

b) Vì AO BD mà AA' (ABCD) nên AA' BD. Do đó BD (AOA').

Suy ra (A'BD) (AOA').

Kẻ AE A'O tại E. Vì (A'BD) (AOA'), (A'BD) (AOA') = A'O và AE A'O nên AE (A'BD). Do đó d(A, (A'BD)) = AE.

Xét tam giác ABD có AB = AD = a nên tam giác ABD là tam giác cân tại A mà BAD^=60o nên tam giác ABD đều, suy ra BD = a mà BO = BD2=a2 .

Xét tam giác AOB vuông tại O, có AO = AB2-BO2= a2a24=a32 .

Vì AA' (ABCD) nên AA' AO hay tam giác A'AO vuông tại A.

Xét tam giác A'AO vuông tại A có 1AE2=1AA'2+1AO2=1a2+43a2=73a2

AE=a37.

Vậy d(A, (A'BD)) = a37 .

Bài 7.43 trang 65 Toán 1 Tập 2: Cho hình lăng trụ ABCD.A'B'C'D'. Biết A'.ABCD là hình chóp đều có tất cả các cạnh đều bằng nhau và bằng a. Tính theo a thể tích của khối lăng trụ ABCD.A'B'C'D' và thể tích của khối chóp A'.BB'C'C.

Lời giải:

Bài 7.43 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Do A'.ABCD là hình chóp đều có tất cả các cạnh đều bằng nhau và bằng a nên A'O (ABCD).

Vì ABCD là hình vuông cạnh a nên SABCD = a2.

Xét tam giác ABC vuông tại B, có AC = AB2+BC2=a2+a2=a2 mà O là trung điểm của AC nên AO = AC2=a22 .

Xét tam giác A'AO vuông tại O, có A'O = A'A2AO2=a2a22=a22 .

Khi đó VABCD.A'B'C'D'=A'OSABCD=a22a2=a322 .

Ta có VABCD.A'B'C'D'=VAA'D'D.BB'C'C=a322 .

Khi đó ta thấy khối chóp A'.BB'C'C và khối lăng trụ AA'D'D.BB'C'C có chung đường cao và đáy nên VA'.BB'C'C=13VAA'D'D.BB'C'C=13a322=a326 .

Bài 7.44 trang 65 Toán 11 Tập 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang cân, AB // CD và AB = BC = DA = a, CD = 2a. Biết hai mặt phẳng (SAC) và (SBD) cùng vuông góc với mặt phẳng đáy (ABCD) và SA = a2 . Tính theo a khoảng cách từ S đến mặt phẳng (ABCD) và thể tích của khối chóp S.ABCD.

Lời giải:

Bài 7.44 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Gọi O là giao điểm của AC và BD.

Vì hai mặt phẳng (SAC) và (SBD) cùng vuông góc với mặt phẳng đáy (ABCD) nên SO (ABCD).

Khi đó d(S, (ABCD)) = SO.

Kẻ AH DC tại H, BK DC tại K.

Khi đó ABKH là hình chữ nhật nên AB = HK = a.

Xét AHD và BKC có: AD = BC = a, AHD^=BKC^=90° , ADH^=BCK^ (do ABCD là hình thang cân).

Do đó AHD = BKC, suy ra DH = CK = DCHK2=2aa2=a2 ;

CH = HK + CK = a+a2=3a2.

Xét tam giác AHD vuông tại H, có AH = AD2DH2=a2a24=a32 .

Xét tam giác AHC vuông tại H, có AC = AH2+HC2=3a24+9a24=a3.

Vì AB // CD nên AOOC=ABCDAOOC=a2a=12AO=13AC=a33 .

Xét tam giác SOA vuông tại O, có SO = SA2AO2=2a2a23=a153 .

Khi đó d(S, (ABCD)) =a153 .

Ta có SABCD=12AB+CDAH=12a+2aa32=3a234 .

Vậy VS.ABCD=13SABCDSO=133a234a153=a34512=a354.

Bài 7.45 trang 65 Toán 11 Tập 2: Trên mặt đất phẳng, người ta dựng một cây cột AB có chiều dài bằng 10 m và tạo với mặt đất góc 80°. Tại một thời điểm dưới ánh sáng mặt trời, bóng BC của cây cột trên mặt đất dài 12 m vào tạo với cây cột một góc bằng 120° (tức là ABC^ = 120o). Tính góc giữa mặt đất và đường thẳng chứa tia sáng mặt trời tại thời điểm nói trên.

Lời giải:

Bài 7.45 trang 65 Toán 11 Tập 2 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên mặt đất. Khi đó AH (BCH).

Ta có góc giữa mặt đất và đường thẳng chứa tia sáng mặt trời là ACH^=α.

Xét tam giác AHB vuông tại H, có AH = AB . sin80° = 10 . sin80° (m).

Áp dụng định lí Côsin trong tam giác ABC, có:

AC2 = AB2 + BC2 – 2.AB.BC.cosABC^

= 102 + 122 – 2.10.12.cos120° = 364

⇒ AC = 291 (m).

Xét tam giác AHC vuông tại H, có sinα=AHAC=10sin80°291α31° .

Vậy góc giữa mặt đất và đường thẳng chứa tia sáng mặt trời tại thời điểm nói trên khoảng 31°.

Xem thêm Lời giải bài tập Toán 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Giải Toán 11 trang 64 Tập 2

Giải Toán 11 trang 65 Tập 2

1 158 03/12/2023


Xem thêm các chương trình khác: