31 câu trắc nghiệm Toán 12 Kết nối tri thức Bài 3. Công thức tính góc trong không gian có đáp án

Cho hình chóp O.ABC có ba cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc và OA = OB = OC = a. Gọi M là trung điểm cạnh AB.

14/31

Cho hình chóp \[O.ABC\] có ba cạnh \[OA\], \[OB\], \[OC\] đôi một vuông góc và \[OA = OB = OC = a\]. Gọi \[M\] là trung điểm cạnh \[AB\]. Góc tạo bởi hai vectơ \[\overrightarrow {BC} \] và \[\overrightarrow {OM} \] bằng

1350

1500

1200

600

Giải thích

Chọn C

Cách 1:

Cho hình chóp O.ABC có ba cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc và OA = OB = OC = a. Gọi M là trung điểm cạnh AB.  (ảnh 1)

Chọn hệ trục tọa độ \(Oxyz\) như hình vẽ.

Ta có: \(O\left( {0\,;\,0\,;\,0} \right)\), \(A\left( {0\,;\,a\,;\,0} \right)\), \(B\left( {a\,;\,0\,;\,0} \right)\), \(C\left( {0\,;\,0\,;\,a} \right)\), \(M\left( {\frac{a}{2}\,;\,\frac{a}{2}\,;\,0} \right)\).

Khi đó ta có: \(\overrightarrow {BC}  = \left( { - a\,;\,0\,;\,a} \right)\),\(\overrightarrow {OM}  = \left( {\frac{a}{2}\,;\,\frac{a}{2}\,;\,0} \right)\)

⇒cosBC→ ; OM→^=BC→.OM→BC.OM=−a22a.2.a22=−12⇒BC→ ; OM→^=120°

Cách 2:

Cho hình chóp O.ABC có ba cạnh OA, OB, OC đôi một vuông góc và OA = OB = OC = a. Gọi M là trung điểm cạnh AB.  (ảnh 2)

Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {OM}  = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {OA}  + \overrightarrow {OB} } \right)\\\overrightarrow {BC}  = \overrightarrow {OC}  - \overrightarrow {OB} \end{array} \right. \Rightarrow \overrightarrow {OM} .\overrightarrow {BC}  =  - \frac{1}{2}O{B^2} =  - \frac{{{a^2}}}{2}\].

\[BC = \sqrt {O{B^2} + O{C^2}}  = a\sqrt 2 \] và \[OM = \frac{1}{2}AB = \frac{1}{2}\sqrt {O{A^2} + O{B^2}}  = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}\].

Do đó: cosOM→,BC→=OM→.BC→OM.BC=−a22a22.a2=−12⇒OM→.BC→=120°