Trang chủ Lớp 11 SBT Toán 11 Nâng cao Câu 47 trang 123 Sách bài tập Hình học 11 Nâng cao...

Câu 47 trang 123 Sách bài tập Hình học 11 Nâng cao :...

Chia sẻ
Câu 47 trang 123 Sách bài tập Hình học 11 Nâng cao. Cho tam giác cân ABC, \(AB = AC = a,\widehat {BAC} = {120^0}\). Xét hai tia cùng chiều Bt, Ct’ và vuông góc với mp(ABC). Lấy. Bài 2 3 4: Hai đường thẳng vuông góc. Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng. Hai mặt phẳng vuông góc

Cho tam giác cân ABC, \(AB = AC = a,\widehat {BAC} = {120^0}\). Xét hai tia cùng chiều Bt, Ct’ và vuông góc với mp(ABC). Lấy điểm B’ thuộc Bt, C’ thuộc Ct’ sao cho BB’ = 3CC’ và \(C’ ≢ C\).

a) Chứng minh rằng giao tuyến của mp(ABC) và mp(AB’C’) cố định khi B’. C’ thay đổi.

b) Khi BB’ = a, tính góc giữa hai mặt phẳng (AB’C’) và (ABC), tính diện tích tam giác AB’C’.

 

a) Vì BB’ = 3CC’ nên đường thẳng B’C’ cắt BC tại điểm I thì \(BI = {3 \over 2}BC\).

Như vậy I là điểm cố định, mặt khác giao tuyến của mp(AB’C’) và mp(ABC) là AI. Như vậy, khi B’, C’ thay đổi thì giao tuyến của mp(AB’C’) và mp(ABC) là đường thẳng AI cố định.

b) Khi BB’ = a thì \(CC’ = {a \over 3}\)

Dễ thấy: \(BC = a\sqrt 3 \)

Do \(CC’ = {1 \over 2}BC\)

nên \(CI = {{a\sqrt 3 } \over 2}\)

Ta có: \(AJ = {a \over 2}\left( {AJ \bot BC,J \in BC} \right)\) và \(IJ = a\sqrt 3 \).

Quảng cáo

Kẻ \(CK \bot AI\), do \(C’C \bot \left( {ABC} \right)\) nên \(C’K \bot AI\).

Vậy \(\widehat {CKC’}\) là góc giữa mp(AB’C’) và mp(ABC).

Ta có:

\(\eqalign{  & {{CK} \over {AJ}} = {{CI} \over {AI}};  \cr  & A{I^2} = A{J^2} + J{I^2} = {{{a^2}} \over 4} + 3{a^2} = {{13{a^2}} \over 4} \cr} \)

nên \(AI = {{a\sqrt {13} } \over 2}\)

Từ đó \(CK = {a \over 2}.{{a\sqrt 3 } \over 2}.{2 \over {a\sqrt {13} }} = {{a\sqrt 3 } \over {2\sqrt {13} }}\)

Đặt \(\widehat {CKC’} = \varphi \) thì \(\tan \varphi  = {{CC’} \over {CK}} = {a \over 3}.{{2\sqrt {13} } \over {a\sqrt 3 }} \Leftrightarrow \tan \varphi  = {{2\sqrt {39} } \over 9}\)

Như thế góc giữa mp(AB’C’) và mp(ABC) là φ mà \(\tan \varphi  = {{2\sqrt {39} } \over 9}\) .

Tam giác AB’C’ có hình chiếu trên mp(ABC) là tam giác ABC mà \({S_{ABC}} = {{{a^2}\sqrt 3 } \over 4}\).

Vậy \({S_{AB’C’}} = {{{S_{ABC}}} \over {\cos \varphi }} = {{{a^2}\sqrt {79} } \over {12}}\)

(Tính cosφ nhờ \(\tan \varphi  = {{2\sqrt {39} } \over 9}\) được \(\cos\varphi  = {{3\sqrt 3 } \over {\sqrt {79} }}\))



Chia sẻ