Sử dụng kiến thức về góc giữa hai mặt phẳng để tính: Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng (P)...

Hãy trả lời câu hỏi đã được nêu ra trong tình huống mở đầu.

Sử dụng kiến thức về góc giữa hai mặt phẳng để tính: Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng (P), (Q) tương ứng có các vectơ pháp tuyến là $\overrightarrow n = \left( {A;B;C} \right),\overrightarrow {n’} = \left( {A’;B’;C’} \right)$. Khi đó, góc giữa (P) và (Q), kí hiệu là ((P), (Q)) được tính theo công thức:

$\cos \left( {\left( P \right),\left( Q \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow n ,\overrightarrow {n’} } \right)} \right| = \frac{{\left| {AA’ + BB’ + CC’} \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} .\sqrt {A{‘^2} + B{‘^2} + C{‘^2}} }}$

Ta có: $A\left( {0; - 2;0} \right),C\left( {0;2;0} \right),B\left( {2\sqrt 3 ;0;0} \right),A’\left( {0; - 2;7} \right),C’\left( {0;2;5} \right),B’\left( {2\sqrt 3 ;0;6} \right)$

$\overrightarrow {AB} \left( {2\sqrt 3 ;2;0} \right),\overrightarrow {AC} \left( {0;4;0} \right);\overrightarrow {A’B’} \left( {2\sqrt 3 ;2; - 1} \right),\overrightarrow {A’C’} \left( {0;4; - 2} \right)$

$\left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&0\\4&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{*{20}{c}}0&{2\sqrt 3 }\\0&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{2\sqrt 3 }&2\\0&4\end{array}} \right|} \right) = \left( {0;0; 8\sqrt 3 } \right)$

$\left[ {\overrightarrow {A’B’} ,\overrightarrow {A’C’} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&{ - 1}\\4&{ - 2}\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 1}&{2\sqrt 3 }\\{ - 2}&0\end{array}} \right|,\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{2\sqrt 3 }&2\\0&4\end{array}} \right|} \right) = \left( {0;4\sqrt 3 ;8\sqrt 3 } \right)$

Mặt phẳng (ABC) có một vectơ pháp tuyến là: $\frac{{ 1}}{{8\sqrt 3 }}\left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right] = \left( {0;0;1} \right)$

Mặt phẳng (A’B’C’) có một vectơ pháp tuyến là: $\frac{1}{{4\sqrt 3 }}\left[ {\overrightarrow {A’B’} ,\overrightarrow {A’C’} } \right] = \left( {0;1;2} \right)$

Do đó, $\cos \left( {\left( {ABC} \right),\left( {A’B’C’} \right)} \right) = \frac{{\left| {0.0 + 0.1 + 1.2} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} .\sqrt {{0^2} + {1^2} + {2^2}} }} = \frac{{2\sqrt 5 }}{5}$

$\Rightarrow \left( {\left( {ABC} \right),\left( {A’B’C’} \right)} \right) \approx 26,{6^o}$

Vậy mái nhà nghiêng so với mặt sàn nhà một góc khoảng $26,{1^o}$.