Cho hình chóp đáy là hình vuông, mặt bên là tam giác vuông cân tại , và mặt phẳng vuông góc mặt đáy. Gọi là trung điểm .

a) Chứng minh vuông góc mặt phẳng .

b) Gọi là góc giữa hai mặt phẳng và . Tính .

c) Tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng .

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
a) Tam giác SAB vuông cân tại S nên SH ⊥ AB. Vì (SAB) ⊥ (ABCD) với giao tuyến AB nên SH ⊥ (ABCD).

b) Đặt AB = x (cạnh đáy). Tam giác SAB vuông cân: x = SA√2 = a√2, do đó SH = x/2 = a√2/2. Vì CD ∥ AB nên CD ⊥ SH và CD ⊥ HB ⇒ CD ⊥ (SHB). Giao tuyến của (SCD) và (ABCD) là CD, nên α = góc giữa SC và HB (cùng vuông góc CD). Vì HB ∥ CD, góc giữa SC và HB bằng góc giữa SC và CD, tức góc SCH (do SH ⊥ (ABCD) nên góc giữa SC và mặt đáy là góc SCH). Tam giác SCH vuông tại H: HC = √(HB² + BC²) = √(a²/2 + 2a²) = a√10/2. Vậy tan α = SH/HC = (a√2/2)/(a√10/2) = √10/5.

Kiểm tra bằng tọa độ: A(0,0,0), B(a√2,0,0), C(a√2,a√2,0), D(0,a√2,0), S(a√2/2,0,a). Mặt phẳng (SCD) qua D với vectơ DC = (a√2,0,0), DS = (a√2/2,−a√2,a): pháp tuyến (0,−a,−a√2) ∼ (0,1,√2), góc với mặt đáy: sin = √2/√3, tan = √2 = ... kiểm tra lại: cos góc giữa hai pháp tuyến (0,0,1) và (0,1,√2) là √2/√3, sin = 1/√3, tan = 1/√2 = √2/2? Cần tính lại: n₁=(0,0,1), n₂=(0,1,√2), cosθ = √2/√3 ⇒ tanθ = (1/√3)/(√2/√3) = 1/√2. Mâu thuẫn với √10/5 = 0.632 vs 0.707. Tính lại HC: H(a√2/2, 0), C(a√2, a√2): HC² = (a√2/2)² + (a√2)² = a²/2 + 2a² = 5a²/2, HC = a√10/2. Góc SCH: tan = SH/HC = (a√2/2)/(a√10/2) = √2/√10 = 1/√5? Tính lại: √2/√10 = √(2/10) = 1/√5 ≈ 0.447. Vẫn khác 1/√2. Xem lại: góc giữa SC và HB: SC ⊥ CD? SC nằm trong (SCD), CD ⊥ (SHB) nên CD ⊥ SC, đúng. Góc giữa hai mặt phẳng = góc giữa SC và HB. HB hướng (1,0,0); SC = C − S = (a√2/2, a√2, −a), cos = (a√2/2)/(a√5/2·... ) |SC| = √(a²/2+2a²+a²) = a√(7/2). cos = (a√2/2)/(a√(7/2)) = √2/√7·(1/√2)·... = (√2/2)/(√(7/2)) = √2/(2·√7/√2) = 2/(2√7) = 1/√7. sin = √(6/7), tan = √6. Hmm ba kết quả khác nhau — cần cẩn thận: góc giữa hai mặt phẳng là góc nhọn giữa chúng, tính qua hai đường vuông góc với giao tuyến CD nằm trong hai mặt phẳng và cắt nhau. Trong (ABCD): HB ⊥ CD. Trong (SCD): đường qua giao điểm... HB và SC không đồng quy. Đường vuông góc chuẩn: từ H trong mặt phẳng (SCD) kẻ đường vuông góc CD — đó không phải SC vì H không thuộc (SCD). Đúng: CD ⊥ (SHB), giao tuyến của (SHB) với (SCD) là SC, với (ABCD) là HB. Góc giữa hai mặt phẳng = góc giữa SC và HB (cùng nằm trong mặt phẳng ⊥ CD, tức (SHB)). SC có nằm trong (SHB)? S ∈ (SHB), C không. Sai! Giao của (SCD) và (SHB) là đường qua S vuông góc CD trong (SCD). Trong (SCD), đường vuông góc CD tại D (hoặc C): vì CD ⊥ (SHB) ⊂ chứa SH, và SH ⊥ mọi đường của mặt đáy... Thực chất: góc giữa SC và mặt (ABCD) là góc SCH (SH là đường cao). Góc giữa (SCD) và (ABCD): dùng pháp tuyến như tính tọa độ: tan α = 1/√2 = √2/2. Kiểm tra lại pháp tuyến (SCD): DC = (a√2, 0, 0), DS = (a√2/2, −a√2, a). DC × DS = (0·a − 0·(−a√2), 0·(a√2/2) − a√2·a, a√2·(−a√2) − 0) = (0, −a²√2, −2a²) ∼ (0, 1, √2). Đúng. Góc giữa (0,1,√2) và (0,0,1): cos = √2/√3, tan = 1/√2 = √2/2. Vậy tan α = √2/2. Lỗi ở lập luận góc SCH: góc giữa SC và mặt đáy là góc SCH với tan = SH/HC = 1/√5; góc giữa mặt phẳng (SCD) và đáy ≠ góc giữa SC và đáy vì SC không vuông góc giao tuyến CD. Đường vuông góc đúng: trong (SCD), từ C kẻ CK ⊥ CD, K... thực tế CD ⊥ (SHB) nên đường trong (SCD) vuông góc CD tại C là đường CB'... Vì CD ⊥ (SHB), giao tuyến (SCD)∩(SHB) là đường thẳng qua S vuông góc CD; gọi nó là Sm với m = giao của (SHB) và... Đơn giản: góc = góc giữa SH' ... Kết quả tin cậy từ tọa độ: tan α = √2/2. Giải thích hình học: CD ⊥ (SHB) ⇒ (SCD) ∩ (SHB) = Sx với x trên CD, góc giữa (SCD),(ABCD) = góc giữa Sx và HB. Vì SH ⊥ (ABCD), hình chiếu của Sx lên đáy là đường qua H vuông góc CD, tức HB. Tam giác vuông tại H với Sx: tan α = SH / Hx, với Hx = khoảng cách... x là chân đường vuông góc từ H... Thực chất góc giữa Sx và HB: Sx ⊥ CD, HB ⊥ CD, cả hai trong (SHB). Trong mặt phẳng (SHB): S, H, B, và x. tan góc(Sx, HB) = SH / Hx. Cần Hx: x = giao điểm... Vì không xác định trực tiếp, dùng kết quả tọa độ tan α = √2/2 (đã kiểm tra bằng hai pháp tuyến). Thực ra cách chuẩn: góc giữa (SCD) và (ABCD) = góc giữa SC và BD'... Dùng cách khác: (SCD)∩(ABCD) = CD, kẻ HK... Chốt: tan α = √2/2.

c) Khoảng cách từ A đến (SBD): pháp tuyến n = SB × SD với SB = (a√2/2, 0, −a), SD = (−a√2/2, a√2, −a): n = (a²√2, a²√2, a²) ∼ (√2, √2, 1). Mặt phẳng qua B: √2(x − a√2) + √2y + z = 0. d(A,(SBD)) = |−2a|/√5 = 2a/√5 = 2a√5/5.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Cuối Học Kỳ II Toán 11 Sở GD&ĐT Hải Dương THPT Kế Sạt 2024-2025 - Đề Số 1

21 câu hỏi•Thời gian 90 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (21 câu)

Xem toàn bộ đề →
Câu 7:Cho hai mặt phẳng (P) và (Q) cắt nhau và một điểm M không thuộc (P) và (Q). Qua M có bao nhiêu mặt phẳng vuông góc với (P) và (Q)?
Xem →
Câu 8:Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, cạnh bên SA vuông góc với đáy. Gọi H là chân đường cao kẻ từ A của tam giác SAB. Khẳ
Xem →
Câu 9:Một hộp đựng 20 tấm thẻ cùng loại được đánh số từ 1 đến 20. Rút ngẫu nhiên một tấm thẻ trong hộp. Gọi A là biến cố: “Rút được tấm thẻ ghi số
Xem →
Câu 10:Gieo 2 con xúc xắc cân đối và đồng chất. Gọi A là biến cố “Tích số chấm xuất hiện là số lẻ”. Biến cố nào sau đây xung khắc với biến cố A?
Xem →
Câu 11:Cho A và B là hai biến cố độc lập. Biết P(A) = 0,3 và P(B) = 0,4. Xác suất của biến cố A B là:
Xem →
Câu 12:Giới hạn (nếu tồn tại) nào sau đây dùng để định nghĩa đạo hàm của hàm số y = f(x) tại x 0?
Xem →
Câu 13:Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông. Mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi H và I lần lượt là
Xem →
Câu 14:Một hộp đựng 30 tấm thẻ có đánh số từ 1 đến 30, hai tấm thẻ khác nhau đánh hai số khác nhau. Lấy ngẫu nhiên một tấm thẻ từ hộp, khi đó xác s
Xem →
Câu 15:Tập nghiệm của bất phương trình 2(x-2)- 2(8-x)<0 là S=(a;b). Tính a 2+b 3.
Xem →
Câu 16:Kim tự tháp Kheops - Ai Cập có dạng hình chóp đều, đáy là hình vuông, mỗi cạnh bên của kim tự tháp dài 214m, cạnh đáy của nó dài 230m. Tìm g
Xem →
Câu 17:Một khu phố có 50 hộ gia đình trong đó có 18 hộ nuôi chó, 16 hộ nuôi mèo và 7 hộ nuôi cả chó và mèo. Chọn ngẫu nhiên một hộ trong khu phố tr
Xem →
Câu 18:Đạo hàm của hàm số y= 1+x-x 2 1-x+x 2 có dạng y= ax+b (1-x+x 2 ) c . Tính a.b.c.
Xem →
Câu 19:Tìm giá trị thực của tham số m để phương trình 4 x -2 x+1 +m=0 có hai nghiệm phân biệt.
Xem →
Câu 20:Cho hình chóp S.ABCD đáy là hình vuông, mặt bên SAB là tam giác vuông cân tại S, SA=a và mặt phẳng (SAB) vuông góc mặt đáy. Gọi H là trung đ
Xem →
Câu 21:Một chất điểm chuyển động thẳng, quãng đường đi được xác định bởi phương trình S=t 3 -4t 2 -2t+1, t tính bằng giây (s), S tính bằng mét. Tín
Xem →