Giải câu 9 trang 126 SGK Hình học 11 Nâng cao
Cho tam giác ABC vuông tại A, AB = a, BC = 2a. Hai tia Bx và Cy cùng vuông góc với mp(ABC) và nằm về một phía đối với mặt phẳng đó. Trên Bx, Cy lần lượt lấy các điểm B’, C’ sao cho BB’ = a, CC’ = m.
Cho tam giác ABC vuông tại A, AB = a, BC = 2a. Hai tia Bx và Cy cùng vuông góc với mp(ABC) và nằm về một phía đối với mặt phẳng đó. Trên Bx, Cy lần lượt lấy các điểm B’, C’ sao cho BB’ = a, CC’ = m.
a. Với giá trị nào của m thì AB’C’ là tam giác vuông ?
b. Khi tam giác AB’C’ vuông tại B’, kẻ AH ⊥ BC. Chứng minh rằng B’C’H là tam giác vuông. Tính góc giữa hai mặt phẳng (ABC) và (AB’C’).
Giải
Ta có: \(A{C^2} = 3{a^2},AB{'^2} = 2{a^2},AC{'^2} = 3{a^2} + {m^2},\)
\(B'C{'^2} = 4{a^2} + {\left( {m - a} \right)^2}\)
a. Tam giác AB’C’ vuông ở A khi và chỉ khi :
\(5{a^2} + {m^2} - 2ma = 2{a^2} + 3{a^2} + {m^2}\)
Vậy tam giác AB’C’ vuông ở A khi và chỉ khi m = 0
Vậy tam giác AB’C’ vuông ở C’ khi và chỉ khi :
\(2{a^2} = 3{a^2} + {m^2} + 4{a^2} + {\left( {m - a} \right)^2}.\) Điều này không xảy ra.
Tam giác AB’C’ vuông ở B’ khi và chỉ khi :
\(2{a^2} + 4{a^2} + {\left( {m - a} \right)^2} = 3{a^2} + {m^2} \Leftrightarrow m = 2a\)
Vậy tam giác AB’C’ vuông ở B’ khi và chỉ khi m = 2a
b. Giả sử tam giác AB’C’ vuông ở B’, tức là m = 2a
Vì AH ⊥ BC nên BH.BC = AB2 = \({a^2} \Rightarrow BH = {a \over 2}\)
Từ đó \(HC = {{3a} \over 2}\) và \(B'{H^2} = {a^2} + {{{a^2}} \over 4} = {{5{a^2}} \over 4}\)
\(C'{H^2} = {{9{a^2}} \over 4} + 4{a^2} = {{25{a^2}} \over 4};B'C{'^2} = 5{a^2}\)
Như vậy : \(B'{H^2} + B'C{'^2} = C'{H^2}\), tức là tam giác B’C’H vuông tại B’
Tính góc giữa mp(ABC) và mp(AB’C’) khi m = 2a.
Gọi I là giao điểm của B’C’ và BC. Do BB’ // CC’ , BB’ = a, CC’ = 2a nên BC = BI, B’C’ = B’I.
Xét phép chiếu lên mp(ABC). Ta có tam giác AIC là hình chiếu của tam giác AIC’. Gọi φ là góc giữa mp(ABC) và mp(AB’C’) thì \({S_{AIC}} = {S_{AIC'}}\cos \varphi \)
Ta có: \({S_{AIC}} = 2{S_{ABC}} = {a^2}\sqrt 3 \)
Mặt khác : \({S_{AIC'}} = {1 \over 2}IC'.AB' = {1 \over 2}.2a\sqrt 5 .a\sqrt 2 = {a^2}\sqrt {10} \)
Từ đó : \(\cos \varphi = {{{a^2}\sqrt 3 } \over {{a^2}\sqrt {10} }} = {{\sqrt {30} } \over {10}}\)
Vậy góc giữa mp(ABC) và mp(AB’C’) là φ được tính bởi \(\cos \varphi = {{\sqrt {30} } \over {10}},0^\circ < \varphi < 90^\circ \)
dayhoctot.com.
- Chương i. hàm số lượng giác và phương trình lượng giác
- Chương ii. tổ hợp và xác suất
- Chương iii. dãy số. cấp số cộng và cấp số nhân
- Chương iv. giới hạn
- Chương v. đạo hàm
- Ôn tập cuối năm đại số và giải tích
- Chương i. phép dời hình và đồng dạng trong mặt phẳng
- Chương ii: đường thẳng và mặt phẳng trong không gian. quan hệ song song
- Chương iii: vectơ trong không gian. quan hệ vuông góc
- Ôn tập cuối năm hình học
