Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Hai mặt vuông góc (Toán học Lớp 11)
Tuyển tập 194 câu hỏi thuộc chuyên đề Hai mặt vuông góc (Hình học – Toán học Lớp 11) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.
(AI giải đề cho tôi) Vì SA⊥(ABC) nên SA⊥BC. Đáy là tam giác vuông tại C nên BC⊥AC. Từ đó BC⊥(SAC) (vì BC vuông với hai đường thẳng cắt nhau SA và AC trong mặt phẳng (SAC)). Mà BC nằm trong mặt phẳng (SBC), nên (SBC)⊥(SAC). Đáp án A, trùng với đáp án nguồn (Mã đề 101, Câu 10: A).
(AI giải đề cho tôi) Vì SA⊥(ABCD) nên SA⊥AB. Mặt khác đáy là hình vuông nên AB⊥AD. Ta có AD⊂(ABCD), AD⊥AB và AD⊥SA (vì SA⊥(ABCD)), suy ra AD⊥(SAB). Vì AD⊂(ABCD) nên (SAB)⊥(ABCD). Đáp án B, trùng với đáp án nguồn (Câu 9, Mã đề 101: B).
(AI giải đề cho tôi) Hình chóp tứ giác đều S.ABCD, O là tâm đáy. A đúng: trong hình chóp đều, đường cao SO⊥(ABCD). B đúng: AC⊥BD (hai đường chéo hình vuông) và AC⊥SO nên AC⊥(SBD), mà AC⊂(SAC), suy ra (SAC)⊥(SBD). C đúng: BD⊥(SAC) nên BD⊥SA. D sai: nếu BC⊥(SCD) thì BC⊥SC, nhưng tam giác SBC cân tại S với SB=SC, góc SBC nhọn nên BC không vuông góc với SC (thực tế BC chỉ vuông góc với AB và CD trong mặt đáy). Vậy khẳng định sai là D.
(AI giải đề cho tôi) Vì ABC vuông cân tại B nên AB⊥BC và AB=BC. M là trung điểm AC nên BM vừa là trung tuyến vừa là đường cao của tam giác vuông cân, do đó BM⊥AC (A đúng). Lại có SA⊥(ABC) nên SA⊥BM; từ BM⊥AC và BM⊥SA suy ra BM⊥(SAC), mà BM⊂(SBM) nên (SBM)⊥(SAC) (B đúng). Ta có BC⊥AB (vuông tại B) và BC⊥SA (vì SA⊥(ABC)) nên BC⊥(SAB), mà BC⊂(SBC) nên (SBC)⊥(SAB) (C đúng). Xét D: để (SAB)⊥(SAC) cần một đường thẳng trong (SAC) vuông góc với (SAB), chẳng hạn AC⊥(SAB); nhưng AC không vuông góc với AB (góc BAC=45∘), nên khẳng định (SAB)⊥(SAC) là sai. Vậy khẳng định sai là D.
(AI giải đề cho tôi) Vì SA⊥(ABCD) và SA⊂(SAB), SA⊂(SAC), SA⊂(SAD) nên theo tính chất (mặt phẳng chứa đường vuông góc với mặt phẳng khác thì vuông góc với mặt phẳng đó) ta có (SAB)⊥(ABCD), (SAC)⊥(ABCD), (SAD)⊥(ABCD). Mặt phẳng (SBD) không chứa SA và không có đường nào chứng minh được vuông góc với (ABCD), nên khẳng định (SBD)⊥(ABCD) là sai. Vậy đáp án B.
(AI giải đề cho tôi) Gọi O là tâm hình vuông ABCD. Trong hình chóp tứ giác đều, SO⊥(ABCD) và AC⊥BD tại O. - A đúng: AC⊥BD (trong (ABCD)) và AC⊥SO (vì SO⊥(ABCD)) nên AC⊥(SBD), mà AC⊂(ABCD), suy ra (ABCD)⊥(SBD). - C đúng: BD⊥AC và BD⊥SO nên BD⊥(SAC), mà BD⊂(SBD), suy ra (SBD)⊥(SAC). - D đúng: SO⊥(ABCD), SO⊂(SAC) nên (SAC)⊥(ABCD). - B sai: (SAB) vuông góc với (ABCD) khi và chỉ khi giao tuyến AB chứa hình chiếu vuông góc của S lên (ABCD), tức O∈AB, vô lý vì O là tâm hình vuông không nằm trên cạnh AB. Vậy mệnh đề sai là B.
(AI giải đề cho tôi) a) Vì ABCD là hình chữ nhật nên BC⊥AB. Tam giác SAB đều nằm trong mặt phẳng (SAB)⊥(ABCD), với giao tuyến là AB. Vì BC⊂(ABCD) và BC⊥AB (đường thẳng nằm trong một mặt phẳng vuông góc với giao tuyến) nên theo định lý ba mặt phẳng vuông góc, BC⊥(SAB).
b) Gọi H là trung điểm AB. Vì tam giác SAB đều cạnh 2a nên SH⊥AB và SH=22a3=a3. Do (SAB)⊥(ABCD), giao tuyến AB, với SH⊂(SAB) và SH⊥AB nên SH⊥(ABCD). Vậy DH là hình chiếu của SD lên (ABCD), do đó góc giữa SD và (ABCD) là φ=SDH.
Trong mặt phẳng đáy: AH=a, AD=a, AD⊥AH nên DH=AH2+AD2=a2.
Cho hình chóp đều S.ABCD có cạnh bên bằng 26, cạnh đáy bằng 27. Gọi O là giao điểm của AC và BD. a) Chứng minh mặt phẳng (SAC)⊥(ABCD). b) Tính góc giữa mặt phẳng SC và (ABCD).
(AI giải đề cho tôi) Gọi O là tâm hình vuông ABCD. Vì SA ⊥ (ABCD) nên SA ⊥ BD; lại ABCD hình vuông nên BD ⊥ AC. Suy ra BD ⊥ (SAC) (vì BD ⊥ SA, BD ⊥ AC). Mà BD ⊂ (SBD) nên (SBD) ⊥ (SAC). Thể tích: V = (1/3)·AB²·SA = (1/3)·4·SA = 8√6/3 ⇒ SA = 2√6. Góc giữa SC và (ABCD) là góc SCA (vì CA là hình chiếu của SC lên (ABCD)). AC = 2√2, tan(SCA) = SA/AC = 2√6/(2√2) = √3 ⇒ góc SCA = 60°.
(AI giải đề cho tôi) Hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, H là trung điểm AC nên H là tâm đáy, do đó SH⊥(ABCD) → B đúng. Trong đáy, AC⊥BD, kết hợp SH⊥BD nên BD⊥(SAC), suy ra (SAC)⊥(SBD) → A đúng. Vì SA⊥(ABCD) nên SA⊥CD; lại CD⊥AD (hình vuông), nên CD⊥(SAD) → D đúng. Mệnh đề C sai: mặt (SBD) chứa BD nằm trong (ABCD), không có đường thẳng nào trong (SBD) vuông góc với (ABCD) (BD chỉ vuông góc với (SAC)), nên nói chung (SBD) không vuông góc với (ABCD).
(AI giải đề cho tôi) Vì ABCD là hình thoi nên hai đường chéo AC⊥BD. Lại có SB⊥(ABCD) nên SB⊥AC. Từ đó AC⊥BD và AC⊥SB, mà BD và SB là hai đường thẳng cắt nhau trong mặt phẳng (SBD), suy ra AC⊥(SBD). Vì AC⊂(SAC) nên (SAC)⊥(SBD). Vậy đáp án D.
Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác có AB=3a,AC=4a,BAC=60∘. Hình chiếu vuông góc của S lên (ABC) trùng với trung điểm O của cạnh AC. Cho biết SO=a5.
a) Gọi H là hình chiếu vuông góc của O lên đường thẳng AB. Chứng minh rằng (SAB)⊥(SOH). (1.0 điểm)
b) Xác định và tính góc giữa đường thẳng SH và (ABC). (1.0 điểm)
c) Gọi I,J lần lượt là trung điểm của đoạn thẳng SB,SC. Tính khoảng cách từ C đến mặt phẳng (OIJ). (1.0 điểm)
(AI giải đề cho tôi) Chọn hệ trục: A(0;0;0), B(3a;0;0), C(2a;2a3;0) (vì AC=4a, BAC=60∘). Trung điểm O của AC là O(a;a3;0), và S(a;a3;a5).
a) H là hình chiếu của O trên AB nên OH⊥AB. Vì SO⊥(ABC) nên SO⊥AB. Từ đó AB⊥(SOH) (đường thẳng vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau trong mặt phẳng). Mà AB⊂(SAB) nên (SAB)⊥(SOH). Đpcm.
b) OH là khoảng cách từ O đến AB: tam giác AOH vuông tại H có OAH=60∘, AO=2a nên OH=AOsin60∘=a3. Vì SO⊥(ABC) nên HO là hình chiếu của HS trên (ABC), suy ra góc giữa SH và (ABC) là SHO. Tam giác SOH vuông tại O: SH=SO2+OH2=5a2+3a2=2a2; tanSHO=OHSO=a3a5=315. Vậy góc cần tìm bằng arctan315≈52∘14′.
c) I trung điểm SB: I(2a;2a3;2a5); J trung điểm SC: J(23a;23a3;2a5). Vectơ pháp tuyến của (OIJ): n=OI×OJ với OI=(a;−2a3;2a5), OJ=(2a;2a3;2a5), cho n∝(−215;−5;33). Mặt phẳng (OIJ): −215(x−a)−5(y−a3)+33z=0. Thay C(2a;2a3;0): ∣−2a15−a15∣=3a15; mẫu số 60+5+27=92=223. Vậy d(C,(OIJ))=2233a15=463a345.
(AI giải đề cho tôi) Chọn hệ trục: A(0;0;0), B(2a;0;0), D(0;3a;0), C(2a;3a;0), H(0;a;0), S(0;a;2a2).
a) Vì ABCD là hình chữ nhật nên CD⊥AD; vì SH⊥(ABCD) nên SH⊥CD. Suy ra CD⊥(SAD) mà CD⊂(SCD), do đó (SCD)⊥(SAD).
b) Vì CD⊥(SAD) nên D là hình chiếu của C lên (SAD), góc giữa SC và (SAD) là SCD. Ta có SC=SH2+HC2 với HC=(2a)2+(2a)2=2a2, nên SC=8a2+8a2=4a. Khi đó sinSCD=SCCD=4a2a=21, suy ra góc bằng 30∘.
c) I là trung điểm CD: I(a;3a;0). M=AC∩BH: đường AC: (2at;3at); đường BH: (2a−2as;as). Giải hệ được t=41, nên M(2a;43a;0).
Mặt phẳng (SBI) qua B(2a;0;0) với BS=(−2a;a;2a2), BI=(−a;3a;0), vectơ pháp tuyến n=BS×BI=a2(−62;−22;−5), chọn n=(62;22;5). Phương trình: 62(x−2a)+22y+5z=0.
Khoảng cách: d(M,(SBI))=72+8+2562(2a−2a)+22⋅43a=105−92a+232a=1052152a=14a210.
(AI giải đề cho tôi) Chọn hệ trục: A(0;0;0), B(0;2a;0), D(a;0;0), C(a;a;0) (vì AB∥DC, AD⊥AB,AD⊥DC), S(0;0;a).
a) BC=(a;−a;0), AC=(a;a;0), AS=(0;0;a). BC⋅AC=a2−a2=0⇒BC⊥AC; BC⋅AS=0⇒BC⊥SA. Vậy BC⊥(SAC) mà BC⊂(SBC) nên (SBC)⊥(SAC).
b) Mặt phẳng (SAC) đi qua A, có VTCP AC×AS=(a2;−a2;0)⇒ VTPT n=(1;−1;0), phương trình x−y=0. Khoảng cách từ D(a;0;0) đến (SAC): d=2∣a∣=2a. SD=a2+a2=a2. Góc θ giữa SD và (SAC): sinθ=SDd=a2a/2=21⇒θ=30∘. Vậy tan(SD,(SAC))=tan30∘=33.
c) SM=−31CM⇒4AM=3AS+AC⇒M=(4a;4a;43a). Mặt phẳng (SBD): SB=(0;2a;−a), SD=(a;0;−a), VTPT n=SB×SD=(−2a2;−a2;−2a2)∼(2;1;2). Phương trình: 2x+y+2z=2a (thỏa S,B,D). d(M,(SBD))=32⋅4a+4a+2⋅43a−2a=342a+a+6a−8a=3a/4=12a.
(AI giải đề cho tôi) Vì SA⊥(ABC) nên SA⊥AB, mà AB⊂(SAB) nên (SAB)⊥(ABC) → A đúng. Tam giác ABC vuông tại B nên BC⊥AB; lại có SA⊥(ABC)⇒SA⊥BC. Từ đó BC⊥(SAB) (vì BC vuông với hai đường cắt nhau AB và SA trong (SAB)), mà BC⊂(SBC) nên (SBC)⊥(SAB) → D đúng. Đồng thời SA⊂(SAC), SA⊥(ABC) nên (SAC)⊥(ABC) → C đúng. Xét B: giao tuyến của (SAC) và (SBC) là SC; không có đường thẳng trong (SBC) vuông góc với (SAC) (ví dụ BC không vuông góc với AC vì tam giác vuông tại B, chỉ vuông góc với AB). Kiểm tra bằng tọa độ: B(0,0,0),A(1,0,0),C(0,1,0),S(0,0,1): (SAC):x+y+z=1 có pháp tuyến (1,1,1); (SBC):x=0 có pháp tuyến (1,0,0); tích vô hướng =1=0 nên hai mặt phẳng không vuông góc. Vậy kết luận sai là B, trùng với đáp án của đề.
(AI giải đề cho tôi) Vì SA⊥(ABCD) nên SA⊥AB, SA⊥AD. Do ABCD là hình vuông nên AB⊥AD. Suy ra AB⊥(SAD), mà AB⊂(SAB) nên (SAB)⊥(ABCD): khẳng định D đúng. Cũng do SA⊥(ABCD) và SA⊂(SAC) nên (SAC)⊥(ABCD): khẳng định A đúng. Trong hình vuông ABCD, BD⊥AC (hai đường chéo) và BD⊥SA nên BD⊥(SAC), mà BD⊂(SBD) nên (SBD)⊥(SAC): khẳng định C đúng. Khẳng định B: góc giữa (SAB) và (SAC) là góc giữa AB và AC (cạnh SA chung), mà AB và AC không vuông góc (góc BAC=45° trong hình vuông), nên (SAB) không vuông góc với (SAC). Vậy khẳng định B SAI, trùng với đáp án nguồn (mã đề 102, câu 1: B).
(AI giải đề cho tôi) Vì BC⊥AB (tam giác ABC vuông tại B) và BC⊥SA (vì SA⊥(ABC)) nên BC⊥(SAB), suy ra (SBC)⊥(SAB): khẳng định A đúng. Tam giác ABC vuông cân tại B nên trung tuyến BM cũng là đường cao, do đó BM⊥AC: khẳng định C đúng. Lại có BM⊥AC và BM⊥SA (vì SA⊥(ABC)) nên BM⊥(SAC), suy ra (SBM)⊥(SAC): khẳng định B đúng. Xét khẳng định D: giao tuyến của (SAB) và (SAC) là AB. Để (SAB)⊥(SAC) cần AC⊥(SAB), tức AC⊥SA; nhưng SA⊥(ABC) nên SA chỉ vuông góc với các đường nằm trong đáy qua A, mà AC không vuông góc với AB nên không thể có AC⊥SA. Vậy khẳng định D SAI. Đáp án khớp với đáp án nguồn (mã đề 101, câu 10: D).
(AI giải đề cho tôi) Hình lập phương ABCD.A′B′C′D′ cạnh 2a.
a) AC⊥BD (hai đường chéo hình vuông ABCD) và AC⊥BB′ (BB′⊥(ABCD)), nên AC⊥(BDD′B′). Vì AC⊂(ACC′A′) nên (ACC′A′)⊥(BDD′B′): Đúng.
b) Trong hình lập phương, cạnh bên AA′ vuông góc với mặt đáy (ABCD): Đúng.
c) Góc nhị diện [A,BC,D′]: BC⊥(ABB′A′) nên BC⊥BA và BC⊥BD′. Tọa độ A(0,0,0), B(2a,0,0), C(2a,2a,0), D′(0,2a,2a): (ABC) có pháp tuyến n1=(0,0,1), (BCD′) có pháp tuyến n2=(1,0,1), cosφ=21 nên góc bằng 45∘: Đúng.
d) A′C là đường chéo hình lập phương: A′C=(2a)2+(2a)2+(2a)2=2a3=a3: Sai.
Khớp bảng đáp án mã đề 101: Đ Đ Đ S. a) (AI giải đề cho tôi) AC ⊥ BD và AC ⊥ BB' nên AC ⊥ (BDD'B'); vì AC ⊂ (ACC'A') nên (ACC'A') ⊥ (BDD'B'). b) (AI giải đề cho tôi) AA' là cạnh bên của hình lập phương nên vuông góc với mặt đáy (ABCD). c) (AI giải đề cho tôi) BC ⊥ BA và BC ⊥ BD'; với tọa độ A(0,0,0), B(2a,0,0), C(2a,2a,0), D'(0,2a,2a), cos góc giữa hai mặt = 1/√2, góc = 45°. d) (AI giải đề cho tôi) A'C = 2a√3, không phải a√3.
Đề thi có nhiều câu hỏi chuyên đề Hai mặt vuông góc
Luyện tập trong bối cảnh đề thi thật hoặc tải bản in PDF chuẩn A4 kèm lời giải.