Bài tự luận · Bài 10
Dạng 1. Xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng Phương pháp: Đưa bài toán về xác định góc giũa hai đường thẳng, cu thể là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của nó trên mặt phẳng.
Bài tự luận Phép chiếu vuông góc. Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng · Bài 10
(CTST11) Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy là tam giác vuông tại $B$. Biết $AC=a\sqrt{2}$, $\widehat{BAC}=60^\circ,SA=\frac{a\sqrt{2}}{2}$ và vuông góc với đáy. Xác định và tính góc giữa:
a) $SB$ và $(ABC)$.
b) $SC$ và $(ABC)$.
c) $SC$ và $(SAB)$.
a) $SB$ và $(ABC)$.
b) $SC$ và $(ABC)$.
c) $SC$ và $(SAB)$.
Xem lời giải
Lời giải

Trong tam giác $ABC$ vuông tại $B$, ta có:
$AB=\cos\widehat{BAC}\cdot AC=\cos60^\circ\cdot a\sqrt{2}=\frac{a\sqrt{2}}{2};$
$BC=\sin\widehat{BAC}\cdot AC=\sin60^\circ\cdot a\sqrt{2}=\frac{a\sqrt{6}}{2}$.
a) Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} SA\perp(ABC) \\ SB\cap(ABC)=B. \\ \end{array} \right.$
$\Rightarrow AB$ là hình chiếu của $SB$ trên $(ABC)$.
Do đó $(SB,(ABC))=(SB,AB)$.
Trong tam giác $SAB$ vuông tại $A$, ta có:
$\tan\widehat{SBA}=\frac{SA}{AB}=\frac{a\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{2}{a\sqrt{2}}=1\Rightarrow \widehat{SBA}=45^\circ$
Vậy $(SB,(ABC))=\widehat{SBA}=45^\circ$.
b) Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} SA\perp(ABC) \\ SC\cap(ABC)=C \\ \end{array} \right.$
$\Rightarrow AC$ là hình chiếu của $SC$ trên $(ABC)$.
Do đó $(SC,(ABC))=(SC,AC)$.
Trong tam giác $SAC$ vuông tại $A$, ta có:
$\tan\widehat{SCA}=\frac{SA}{AC}=\frac{a\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{1}{a\sqrt{2}}=\frac{1}{2}\Rightarrow \widehat{SCA}\approx 26,6^\circ.$
Vậy $(SC,(ABC))=\widehat{SCA}\approx 26,6^\circ.$
c) Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} BC\perp AB \\ BC\perp SA \\ \end{array} \right.\Rightarrow BC\perp(SAB)$.(1)
$SC\cap(SAB)=S$.(2)
Từ (1) và $(2)\Rightarrow SB$ là hình chiếu của $SC$ trên $(SAB)$.
Do đó $(SC,(SAB))=(SC,SB)$.
$SB=\sqrt{SA^{2}+AB^{2}}=\sqrt{\left( \frac{a\sqrt{2}}{2} \right)^{2}+\left( \frac{a\sqrt{2}}{2} \right)^{2}}=a.$
Trong tam giác $SBC$ vuông tại $B$, ta có:
$\tan\widehat{BSC}=\frac{BC}{SB}=\frac{a\sqrt{6}}{2a}=\frac{\sqrt{6}}{2}\Rightarrow \widehat{BSC}\approx 50,8^\circ.$
Vậy $(SC,(SAB))=\widehat{BSC}\approx 50,8^\circ$.