Cho mặt phẳng $(P)$ có vectơ pháp tuyến $\vec n = (A;B;C).$ Tính côsin của góc giữa mặt phẳng $(P)$ và các mặt phẳng toạ độ.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 42 bài tập Góc giữa 2 đường thẳng, giữa đường thẳng và mặt phẳng, giữa hai mặt phẳng (có lời giải) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Các vectơ $\vec i = (1;0;0),\vec j = (0;1;0)$ và $\vec k = (0;0;1)$ lần lượt là vectơ pháp tuyến của các mặt phẳng tọa độ $({\rm{Oyz}}),({\rm{Ozx}})$ và $({\rm{Oxy}})$.

Ta có:

$\cos ((P), (Oyz)) = \frac{| A \cdot 1 + B \cdot 0 + C \cdot 0 |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}} \cdot \sqrt{1^{2} + 0^{2} + 0^{2}}} = \frac{| A |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}}};$

$\cos ((P), (Ozx)) = \frac{| A \cdot 0 + B \cdot 1 + C \cdot 0 |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}} \cdot \sqrt{0^{2} + 1^{2} + 0^{2}}} = \frac{| B |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}}}$

$\cos ((P), (Oxy)) = \frac{| A \cdot 0 + B \cdot 0 + C \cdot 1 |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}} \cdot \sqrt{0^{2} + 0^{2} + 1^{2}}} = \frac{| C |}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}}} .$

Hot: Danh sách các trường đã công bố điểm chuẩn Đại học 2025 (mới nhất) (2025). Xem ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình lăng trụ đứng $OBC.{O^\prime }{B^\prime }{C^\prime }$ với $O(0;0;0)$, $B(2a;0;0),C(0;a;0),{O^\prime }(0;0;3a),a > 0$.

a) Xác định tọa độ của điểm ${B^\prime }$.

b) Viết phương trình mặt phẳng $\left( {{O^\prime }BC} \right)$.

c) Tính sin của góc giữa đường thẳng ${B^\prime }C$ và mặt phẳng $\left( {{O^\prime }BC} \right.$ ).

Xem đáp án

Lời giải

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình lăng trụ đứng OBC.O'B'C' với O(0; 0; 0), B(2a; 0; 0), C(0; a; 0), O'(0; 0; 3a), a > 0 (ảnh 1)

a) Ta có: $\overrightarrow {B{B^\prime }} = \overrightarrow {O{O^\prime }} = (0;0;3a)$. Suy ra ${x_{{B^\prime }}} = {x_B} = 2a$, ${y_{{B^\prime }}} = {y_B} = 0,{z_{{B^\prime }}} - 0 = 3a$, tức là ${B^\prime }(2a;0;3a)$.

b) Vì $B(2a;0;0),C(0;a;0),{O^\prime }(0;0;3a)$ nên mặt phẳng $\left( {{O^\prime }BC} \right)$ có phương trình là

$\frac{x}{{2a}} + \frac{y}{a} + \frac{z}{{3a}} = 1 \Leftrightarrow 3x + 6y + 2z - 6a = 0.$

c) Mặt phẳng $\left( {{O^\prime }BC} \right)$ có một vectơ pháp tuyến là $\vec n = (3;6;2)$.

Do ${B^\prime }(2a;0;3a),C(0;a;0)$ nên $\overrightarrow {{B^\prime }C} = ( - 2a;a; - 3a)$, suy ra vectơ $\overrightarrow {{B^\prime }C} = ( - 2a;a; - 3a)$ cùng phương với vectơ $\vec u = ( - 2;1; - 3)$. Vì thế vectơ $\vec u = ( - 2;1; - 3)$ là một vectơ chỉ phương của đường thẳng ${B^\prime }C$. Suy ra sin của góc giữa đường thẳng ${B^\prime }C$ và mặt phẳng $\left( {{O^\prime }BC} \right)$ bằng:

$\frac{{|3 \cdot ( - 2) + 6 \cdot 1 + 2 \cdot ( - 3)|}}{{\sqrt {{3^2} + {6^2} + {2^2}} \cdot \sqrt {{{( - 2)}^2} + {1^2} + {{( - 3)}^2}} }} = \frac{6}{{7\sqrt {14} }} = \frac{{3\sqrt {14} }}{{49}}{\rm{. }}$

Câu 2

Trong không gian vởi hệ tộ độ Oxyz, cho hình chóp S.ABCD có các đỉnh lần lượt là $S\left( {0;0;\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right),A\left( {\frac{a}{2};0;0} \right),B\left( { - \frac{a}{2};0;0} \right),C\left( { - \frac{a}{2};a;0} \right),D\left( {\frac{a}{2};a;0} \right)$ với $a > 0($ Hình 36).

a) Xác định toạ độ của các vectơ $\overrightarrow {SA} $, $\overrightarrow {CD} $. Từ đó tính góc giữa hai đường thẳng SA và CD (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ).

b) Chỉ ra một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(SAC)$. Từ đó tính góc giữa đường thẳng SD và mặt phẳng $(SAC)$ (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của độ).

Xem đáp án

Lời giải

a) Ta có: $\overrightarrow {SA} = \left( {\frac{a}{2};0; - \frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right),\overrightarrow {CD} = (a;0;0)$.

Các vectơ $\overrightarrow {SA} ,\overrightarrow {CD} $ lần lượt là vectơ chí phương của hai đường thắng SA và CD nên $\cos (S A, C D) = \frac{|\frac{a}{2} \cdot a + 0 \cdot 0 + (- \frac{a \sqrt{3}}{2}) \cdot 0|}{\sqrt{{(\frac{a}{2})}^{2} + 0^{2} + {(- \frac{a \sqrt{3}}{2})}^{2}} \cdot \sqrt{a^{2} + 0^{2} + 0^{2}}} = \frac{\frac{a^{2}}{2}}{a \cdot a} = \frac{1}{2} (do a > 0) .$

Suy ra

(S A, C D) = 60^{°}

b) Ta có $\vec{A C} = (- a; a; 0)$ .

Xét vecto

[\vec{S A}, \vec{A C}] = (|\begin{matrix} 0 & - \frac{a \sqrt{3}}{2} \\ a & 0 \end{matrix}|; |\begin{matrix} - \frac{a \sqrt{3}}{2} & \frac{a}{2} \\ 0 & - a \end{matrix}|; |\begin{matrix} \frac{a}{2} & 0 \\ - a & a \end{matrix}|)

= (\frac{a^{2} \sqrt{3}}{2}; \frac{a^{2} \sqrt{3}}{2}; \frac{a^{2}}{2})

Khi đó, $\vec n$ là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (SAC).

Đường thẳng SD có vectơ chỉ phương là $\overrightarrow {SD} = \left( {\frac{a}{2};a; - \frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)$.

$Ta có \sin (S D, (S A C)) = \frac{|\frac{a}{2} \cdot \frac{a^{2} \sqrt{3}}{2} + a \cdot \frac{a^{2} \sqrt{3}}{2} + (- \frac{a \sqrt{3}}{2}) \cdot \frac{a^{2}}{2}|}{\sqrt{{(\frac{a}{2})}^{2} + a^{2} + {(- \frac{a \sqrt{3}}{2})}^{2}} \cdot \sqrt{{(\frac{a^{2} \sqrt{3}}{2})}^{2} + {(\frac{a^{2} \sqrt{3}}{2})}^{2} + {(\frac{a^{2}}{2})}^{2}}}$

$= \frac{\frac{a^{3} \sqrt{3}}{2}}{a \sqrt{2} \cdot a^{2} \frac{\sqrt{7}}{2}} = \frac{\sqrt{42}}{14} .$ Suy ra $(S D, (S A C)) \approx 28^{°}$

Câu 3