Bài tập Vận dụng công thức tính góc trong không gian vào giải quyết bài toán liên quan thực tế lớp 12 (có lời giải)

Người ta muốn dựng một cột ăng-ten trên một sườn đồi. Ăng-ten được dựng thẳng trong không gian Oxyz với độ dài đơn vị trên mỗi trục bằng 1 m. Gọi O là gốc cột, A là điểm buộc dây cáp vào cột

Giải thích

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 53.

Ta có: \(\overrightarrow {MA}  = \left( { - 3;\,\,4;\,\,3} \right)\) suy ra \(\overrightarrow {MA}  = \sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {4^2} + {3^2}}  = \sqrt {34}  \approx 5,8\)(m)

Mặt phẳng (OMN) có cặp vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow {OM}  = \left( {3;\,\, - 4;\,\,3} \right)\), \(\overrightarrow {ON}  = \left( { - 5;\,\, - 2;\,\,2} \right)\) nên có vec tơ pháp tuyến \(\overrightarrow n  = \left[ {\overrightarrow {OM} ,\overrightarrow {ON} } \right] = \left( { - 2;\,\, - 21;\,\, - 26} \right)\).

Gọi a là góc tạo bởi MA với mặt phẳng (AMN).

Ta có:

sin a =\(\frac{{\left| {\overrightarrow {MA}  \cdot \overrightarrow n } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {MA} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow n } \right|}} = \frac{{\left| {\left( { - 3} \right) \cdot \left( { - 2} \right) + 4 \cdot \left( { - 21} \right) + 3 \cdot \left( { - 26} \right)} \right|}}{{\sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {4^2} + {3^2}}  \cdot \sqrt {{{\left( { - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 21} \right)}^2} + {{\left( { - 26} \right)}^2}} }} = \frac{{156}}{{\sqrt {38114} }}\)

\( \Rightarrow \alpha  \approx 53^\circ \).