Bài tự luận · Bài 11
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 11
(CTST11) Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình vuông tâm $O$ cạnh $a,SA=a\sqrt{3}$ và vuông góc với đáy. Xác định và tính góc giữa:
a) $SB$ và $(ABCD)$;
b) $SC$ và $(ABCD)$;
c) $SD$ và $(ABCD)$;
d) $SB$ và $(SAC)$.
a) $SB$ và $(ABCD)$;
b) $SC$ và $(ABCD)$;
c) $SD$ và $(ABCD)$;
d) $SB$ và $(SAC)$.
Xem lời giải
Lời giải

a) Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} SA\perp(ABCD) \\ SB\cap(ABCD)=B \\ \end{array} \right.$
$\Rightarrow AB$ là hình chiếu của $SB$ trên $(ABCD)$.
Do đó $(SB,(ABCD))=(SB,AB)$.
Trong tam giác $SAB$ vuông tại $A$, ta có:
$\tan\widehat{SBA}=\frac{SA}{AB}=\sqrt{3}\Rightarrow \widehat{SBA}=60^\circ$.
Vậy $(SB,(ABCD))=\widehat{SBA}=60^\circ$.
b) Tương tự câu a) ta xác định được $(SC,(ABCD))=(SC,AC)$.
Trong tam giác $SAC$ vuông tại $A$, ta có: $\tan\widehat{SCA}=\frac{SA}{AC}=\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}\Rightarrow \widehat{SCA}\approx 50,8^\circ$.
Vậy $(SC;(ABCD))=\widehat{SCA}\approx 50,8^\circ$.
c) Tương tự câu a) ta xác định được $(SD,(ABCD))=(SD,AD)$.
Trong tam giác $SAD$ vuông tại $A$, ta có: $\tan\widehat{SDA}=\frac{SA}{AD}=\sqrt{3}\Rightarrow \widehat{SDA}=60^\circ$.
Vậy $(SD,(ABCD))=\widehat{SDA}=60^\circ$.
d) Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} BD\perp AC \\ BD\perp SA \\ \end{array} \right.\Rightarrow BD\perp(SAC)$ hay $BO\perp(SAC)$.(1)
Mà $SB\cap(SAC)=S$.(2)
Từ (1) và (2) suy ra $SO$ là hình chiếu của $SB$ trên $(SAC)$.
Do đó:$(SB,(SAC))=(SB,SO)$.
Trong tam giác $SBO$ vuông tại $O$, ta có $BO=\frac{1}{2}BD=\frac{a\sqrt{2}}{2},SB=2a$.
$\Rightarrow \sin\widehat{BSO}=\frac{BO}{SB}=\frac{\sqrt{2}}{4}\Rightarrow \widehat{BSO}\approx 20,7^\circ$.
Vậy $(SB,(SAC))=\widehat{BSO}\approx 20,7^\circ$.