Cho hình vuông ABCD cạnh a, tâm O. Gọi H là trung điểm của OA. Trên đường thẳng qua H và vuông góc với mp(ABCD) lấy điểm S sao cho SH = a. Cho mình hỏi điểm S xác định thế nào ạ?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án A
Do SO vuông góc với (ABCD) nên hình chiếu của SA trên mặt phẳng (ABCD) là AO, do đó góc giữa SA và (ABCD) chính là góc giữa SA và AO, hay S A O ^ = 45 0 . Do ABCD là hình vuông cạnh 2a nên: A O = 1 2 A C = 1 2 .2 a 2 = 2 a
Do Δ S A O vuông tại O nên tan S A O ^ = S O A O
Độ dài đoạn thẳng SO là: S O = A O tan S A O ^ = a 2 tan 45 0 = 2 a
Đáp án D.
Phương pháp: Tính góc giữa mặt phẳng (SAB) và (ABCD).
Cách giải: Dễ thấy 2 hình chóp S.ABCD và S’.ABCD là các hình chóp tứ giác đều.
Gọi E là trung điểm của AB ta có:
=> ((SAB);(ABCD)) = (SE;OE) = SEO = α
Ta có:
Đáp án A
Gọi φ là góc giữa SC và (SAD), N là giao điểm của HM và AD, K là hình chiếu vuông góc của H trên SN, I là giao điểm của HC với AD. Gọi E là điểm đối xứng với I qua K.
Ta có M B = 1 4 B C = a 2 , H B = a , H B M ^ = B A D ^ = 60 °
⇒ H M = H B 2 + M B 2 − 2 H B . M B . c o s H B M ^
⇒ H M = a 2 + a 2 4 − 2 a . a 2 . cos 60 ° = 3 2 a
⇒ H M 2 + M B 2 = 3 2 a 2 + a 2 2 = a 2 = H B 2
⇒ Δ H M B vuông tại M
⇒ H M ⊥ M B hay M N ⊥ B C .
Vì S H ⊥ A D do S H ⊥ A B C D M N ⊥ A D do M N ⊥ B C ⇒ A D ⊥ S M N ⇒ A D ⊥ H K , mà H K ⊥ S N nên H K ⊥ S A D . Lại có HK là đường trung bình của Δ I C E nên H K // C E . Suy ra C E ⊥ S A D tại E và SE là hình chiếu của SC trên mặt phẳng (SAD).
Vậy φ = S C , S A D ^ = S C , S E ^ = C S E ^ .
Đặt S H = x , x > 0 . Do Δ S H N vuông tại H có HK là đường cao nên ta có
1 H K 2 = 1 S H 2 + 1 H N 2 ⇒ H K = S H . H N S H 2 + H N 2 = 3 a x 4 x 2 + 3 a 2 ⇒ C E = 2 H K = 2 3 a x 4 x 2 + 3 a 2
Do Δ S H C vuông tại H nên
S C = S H 2 + H C 2 = S H 2 + H M 2 + M C 2 = x 2 + 3 2 a 2 + 5 a 2 2 = x 2 + 7 a 2
Δ S E C vuông tại E nên sin φ = sin C S E ^ = E C S C = 2 3 a x 4 x 2 + 3 a 2 x 2 + 7 a 2
⇒ sin φ = 2 3 a x 4 x 4 + 21 a 4 + 31 a 2 x 2 ≤ 2 3 a x 4 21 a 2 x 2 + 31 a 2 x 2 = 2 3 4 21 + 31
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi 4 x 4 = 21 a 4 ⇔ x 4 = 21 4 a 4 ⇔ x = 21 4 4 a .
Vậy góc φ đạt lớn nhất khi sin φ đạt lớn nhất, khi đó S H = 21 4 4 a