Vectơ trong không gian và quan hệ vuông góc

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho tứ diện ABCD có \(AB=CD=a,IJ=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\) (\(I,J\) lần lượt là trung điểm của BC và AD). Số đo góc giữa hai đường thẳng AB và CD là:
    • \(60^o\)
    • \(40^o\)
    • \(50^o\)
    • \(30^o\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png

    Gọi K là trung điểm của AB.
    Góc giữa hai đường thẳng AB và CD bằng góc giữa KI và KJ.
    Áp dụng định lý Cô-sin ta có:
    \(cos\widehat{IKJ}=\dfrac{KI^2+KJ^2-IJ^2}{2KI.KJ}\) \(=\dfrac{\left(\dfrac{a}{2}\right)^2+\left(\dfrac{a}{2}\right)^2-\left(\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2}{2.\dfrac{a}{2}.\dfrac{a}{2}}=-\dfrac{1}{2}\).
    Suy ra góc giữa hai đường thẳng KI và KJ bằng \(60^o\) hay góc giữa AB và CD bằng \(60^o\).
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hình chóp S.ABCD có tất cả các cạnh đều bằng a và \(\widehat{ADC}=120^o\). Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AD và SD. Tính số đo của góc (MN,SC) ta được kết quả:
    • \(60^o\)
    • \(120^o\)
    • \(30^o\)
    • \(45^o\)
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Do MN // SA nên (MN,SC) = (SA, SC).
    Áp dụng định lý Cô-sin trong tam giác ADC ta có:
    \(AC^2=AD^2+DC^2-2.AD.DC.cos\widehat{ADC}\) \(=a^2+a^2-2.a.a.\left(-\dfrac{1}{2}\right)=3a^2\).
    Suy ra \(AC=\sqrt{3}a\).
    \(cos\widehat{ASC}=\dfrac{a^2+a^2-3a^2}{2.a.a}=-\dfrac{1}{2}\).
    Suy ra \(\widehat{ASC}=120^o\).
    vậy \(\left(MN,SC\right)=60^o\).
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho tứ diện OABC có OA, OB, OC đôi một vuông góc với nhau và OA = OB = OC. Gọi M là trung điểm của BC (tham khảo hình vẽ bên). Góc giữa hai đường thẳng OM và AB bằng:
    01.png
    1. \(90^o\)
    2. \(30^o\)
    3. \(60^o\)
    4. \(45^o\)
    Hướng dẫn giải:

    Cách 1 (tự luận):
    Gọi N là trung điểm của AC. Ta thấy ngay MN là đường trung bình tam giác ABC. Vậy thì AB song song và bằng một nửa AB.
    Khi đó ta có \(\widehat{\left(OM;AB\right)}=\widehat{\left(OM;MN\right)}=\widehat{NMO}\)
    Ta thấy tam giác OBC vuông, OM là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền nên OM = BC/2
    Tương tự ON = AC/2; MN = AB/2
    Mà do OA = OB = OC nên BA = BC = CA hay OM = ON = MN
    Vậy tam giác OMN là tam giác đều hay \(\widehat{NMO}=60^o\)
    Cách 2 (casio): Chọn hệ trục tọa độ (hình vẽ)
    02.png
    Trong đó O(0;0;0), C(2;0;0), B(0;2;0), A(0;0;2). Trung điểm M của BC có tọa độ \(\)(1;1;0). Do đó
    \(\overrightarrow{OM}=\left(1;1;0\right),\overrightarrow{AB}=\left(0;2;-2\right)\). Ta có \(\cos\left(OM,AB\right)=\cos\left(\overrightarrow{OM},\overrightarrow{AB}\right)=\dfrac{\left|\overrightarrow{OM}.\overrightarrow{AB}\right|}{\left|\overrightarrow{OM}\right|\left|\overrightarrow{AB}\right|}\). Sử dụng MODE VECTOR để tính:
    - Nhập VCTA = (1;1;0), VCTB = (0;2;-2): w8111=1=0=q51210=2=p2=
    - Tính (Abs(VCTA.VCTB)) : (Abs(VCTA)xAbs(VCTB)): C(qcq53q57q54))P(qcq53)Oqcq54))=
    - Kết quả là 0,5 suy ra đáp số đúng là \(60^0\)
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho hình chóp \[S.ABC\] có \[SA \bot \left( {ABC} \right)\] và \[AB \bot BC\]. Gọi \[O\] là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \[SBC\]. \[H\] là hình chiếu vuông góc của \[O\] lên \[\left( {ABC} \right)\]. Khẳng định nào sau đây đúng ?
    • \[H\] là trung điểm cạnh \[AB\].
    • \[H\] là trung điểm cạnh \[AC\].
    • \[H\] là trọng tâm tam giác\[ABC\].
    • \[H\] là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác\[ABC\].
    Hướng dẫn giải:

    01.png
    Do \(SA\perp\left(ABC\right)\Rightarrow SA\perp BC\)
    Ta thấy \(\left\{{}\begin{matrix}BC\perp SA\\BC\perp AB\end{matrix}\right.\Rightarrow BC\perp\left(SAB\right)\Rightarrow BC\perp SB\)
    Suy ra tam giác SBC vuông tại B. Vậy tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác là O, và O là trung điểm SC.
    Lại có trong (SAC): \(SA\perp AC\) mà \(OH\perp AC\Rightarrow\) OH // SA. O là trung điểm SC, vậy H là trung điểm AC.
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪