Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với đáy và SA=a. Tính góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng (SAC).
A. 30°
B. 45°
C. 60°
D. 90°
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án A
Gọi I là giao điểm của AC và BD.
Ta có S A ⊥ A B C D ⇒ S A ⊥ B D . Lại có A C ⊥ B D (tính chất hình vuông).
Suy ra B D ⊥ S A C . Do đó hình chiếu của SB trên (SAC) là SI. Suy ra góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng (SAC) là góc giữa SB và SI, tức là góc ISB (do tam giác ISB vuông tại I nên I S B ^ là góc nhọn). Ta có:
S B = S A 2 + A B 2 = a 2 + a 2 = a 2 , I B = B D 2 = A 2 2
D o đ ó sin I S B = I B S B = 1 2 ⇒ I S B = 30 °
Gọi O là giao điểm của AC và BD. Dễ thấy \(\Delta OAB\) vuông tại O và \(OB=\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\). Từ đó \(OA=\sqrt{AB^2-OB^2}=\sqrt{\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2}a\right)^2-a^2}=\sqrt{\dfrac{1}{4}a^2}=\dfrac{a}{2}\) \(\Rightarrow AC=a\).
Vì \(SA\perp mp\left(ABCD\right)\) nên \(SA\perp AC\) tại A hay \(\Delta SAC\) vuông tại A.
Lại có \(\tan SAC=\dfrac{SA}{AC}=\dfrac{a\sqrt{3}}{a}=\sqrt{3}\) nên \(\widehat{SAC}=60^o\), suy ra góc giữa SC và mp(ABCD) bằng 60o \(\Rightarrow\) Chọn A
Chỗ \(\widehat{SAC}\) em sửa lại là \(\widehat{SCA}\) mới đúng ạ.
Đáp án B
Vì ABCD là hình vuông ⇒ A B ⊥ A D 1
Ta có S A B ⊥ A B C D S A C ⊥ A B C D ⇒ S A ⊥ A B C D ⇒ S A ⊥ A B 2
Từ (1), (2) suy ra A B ⊥ S A D ⇒ S B ; S A D ^ = S B ; S A ^ = B S A ^
Tam giác SAB vuông tại A, có cos B S A ^ = S A S B = S A S A 2 + A B 2 = 2 5 5 .
Đáp án A.
Cách 1: Gọi I là giao điểm của AC và BD.
Ta có S A ⊥ A B C D ⇒ S A ⊥ B D . Lại có A C ⊥ B D (tính chất hình vuông).
Suy ra B D ⊥ S A C . Do đó hình chiếu của SB trên S A C là SI. Suy ra góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng S A C là góc giữa SB và SI, tức là góc I S B ^ (do tam giác ISB vuông tại I nên I S B ^ là góc nhọn). Ta có:
S B = S A 2 + A B 2 = a 2 + a 2 = a 2 , I B = B D 2 = a 2 2
Do đó
sin I S B ^ = I B S B = 1 2 ⇒ I S B ^ = 30 °
Cách 2: (Phương pháp tọa độ hóa) Không mất tổng quát, gán tọa độ như sau:
A 0 ; 0 ; 0 , B 1 ; 0 ; 0 , D 0 ; 1 ; 0 , S 0 ; 0 ; 1 Khi đó C 1 ; 1 ; 0 .
Ta có S A → = 0 ; 0 ; − 1 , S C → = 1 ; 1 ; − 1 , S B → = 1 ; 0 ; − 1
Đặt n → = S A → , S C → = 1 ; − 1 ; 0 . Khi đó n → là một VTPT của S A C .
Gọi α là góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng S A C , β là góc giữa vecto n → và vecto S B → . Ta có
sin α = cos β = n → . S B → n → . S B → = 1 2 . 2 = 1 2 ⇒ α = 30 °