Bài tập Công thức tính góc trong không gian lớp 12 (có lời giải)

(Trả lời ngắn) Cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy là tam giác cân đỉnh A. Biết BC = a√3 và ABC = 30 độ, cạnh bên AA' = 0

Giải thích

(Trả lời ngắn) Cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy là tam giác cân đỉnh A. Biết BC = a√3 và ABC = 30 độ, cạnh bên AA' = 0 (ảnh 1)

Gọi \(O\) là trung điểm \(BC\).

Ta có: BO=AB.cos30oAB=BOcos30o=a32.32=a=AC và AO=AB.sin30o=a2

Theo đề bài:

2CM=3CC'CM=32CC'CC'+C'M=32CC'C'M=12CC'C'M=a2

(Trả lời ngắn) Cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy là tam giác cân đỉnh A. Biết BC = a√3 và ABC = 30 độ, cạnh bên AA' = 0 (ảnh 2)

Coi \(a = 1\).

Gắn hệ trục tọa độ \(Oxyz\)như hình vẽ với \(O\left( {0;\,0;\,0} \right)\), \(A\left( {0;\,\frac{1}{2};\,0} \right)\), \(B\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2};\,0;\,0} \right)\), \(C\left( { - \frac{{\sqrt 3 }}{2};\,0;\,0} \right)\), \(B'\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2};\,0;\,1} \right)\), \(M\left( { - \frac{{\sqrt 3 }}{2};\,0;\,\frac{3}{2}} \right)\).

Khi đó \(\left( {ABC} \right) \equiv \left( {Oxy} \right):z = 0 \Rightarrow \left( {ABC} \right)\) có một véc-tơ pháp tuyến là \(\overrightarrow k  = \left( {0;\,0;\,1} \right)\).

Ta có: \(\overrightarrow {AB'}  = \left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2};\, - \frac{1}{2};\,1} \right)\), \(\overrightarrow {AM}  = \left( { - \frac{{\sqrt 3 }}{2};\, - \frac{1}{2};\,\frac{3}{2}} \right)\)\( \Rightarrow \overrightarrow {{n_{\left( {AB'M} \right)}}}  = 4\left[ {\overrightarrow {AB'} ,\overrightarrow {AM} } \right] = \left( {1;\,5\sqrt 3 ;\,2\sqrt 3 } \right)\).

Gọi \(\alpha \) là góc giữa hai mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) và \(\left( {AB'M} \right)\).

Vậy \[{\rm{cos}}\alpha  = \frac{{\left| {\overrightarrow k .\overrightarrow {{n_{\left( {AB'M} \right)}}} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow k } \right|.\left| {\overrightarrow {{n_{\left( {AB'M} \right)}}} } \right|}} = \frac{{\left| {2\sqrt 3 } \right|}}{{1.2\sqrt {22} }} = \sqrt {\frac{3}{{22}}}  \Rightarrow {\rm{sin}}\alpha  = \sqrt {1 - {\rm{co}}{{\rm{s}}^2}\alpha }  = \sqrt {\frac{{19}}{{22}}}  = \frac{{\sqrt {418} }}{{22}}\].