Cho hình chóp \[S.ABCD\] có đáy \[ABCD\] là hình vuông cạnh \[2a\], cạnh bên \[SA = a\] và vuông góc với mặt phẳng đáy. Gọi \[M\] là trung điểm cạnh \[SD\]. Tan của góc tạo bởi hai mặt phẳng \[\left( {AMC} \right)\]và \[\left( {SBC} \right)\] bằng
A. \(\frac{{\sqrt 5 }}{5}\).
B. \(\frac{{2\sqrt 5 }}{5}\).
C. \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}\).
D. \(\frac{{2\sqrt 3 }}{3}\).
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Chọn A
Chọn hệ trục tọa độ sao cho \[A \equiv O\], như hình vẽ:
Khi đó ta có:
\[A\left( {0\,;\,0\,;\,0} \right)\], \[B\left( {2a\,;\,0\,;\,0} \right)\], \[D\left( {0\,;\,2a\,;\,0} \right)\], \[C\left( {2a\,;\,2a\,;\,0} \right)\], \[S\left( {0\,;\,0\,;\,a} \right)\], \[M\left( {0\,;\,a\,;\,\frac{a}{2}} \right)\].
\[\overrightarrow {SB} = \left( {2a\,;\,0\,;\, - a} \right)\],\[\overrightarrow {SC} = \left( {2a\,;\,2a\,;\, - a} \right)\],\[\overrightarrow {MA} = \left( {0\,;\, - a\,;\, - \frac{a}{2}} \right)\],\[\overrightarrow {MC} = \left( {2a\,;\,a\,;\, - \frac{a}{2}} \right)\].
\[\overrightarrow {{n_1}} = \left[ {\overrightarrow {SB} \,,\,\overrightarrow {SC} } \right]\]\[ = \left( {2{a^2}\,;\,0\,;\,4{a^2}} \right)\] và \[\overrightarrow {{n_2}} = \left[ {\overrightarrow {MA} \,,\,\overrightarrow {MC} } \right]\]\[ = \left( {{a^2}\,;\, - {a^2}\,;\,2{a^2}} \right)\].
Gọi \[\alpha \](\(0^\circ \le \alpha \le 90^\circ \)) là góc tạo bởi hai mặt phẳng \[\left( {AMC} \right)\]và \[\left( {SBC} \right)\].
ta có \[cos\alpha = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} \,,\,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right|\]\[ = \frac{{\left| {\overrightarrow {{n_1}} \,.\overrightarrow {{n_2}} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {{n_1}} } \right|\,.\left| {\overrightarrow {{n_2}} } \right|}}\]
\[ = \frac{{10{a^4}}}{{\sqrt {20.6.{{\left( {{a^4}} \right)}^2}} }}\]\[ = \frac{5}{{\sqrt {30} }}\].
Mà \[{\tan ^2}\alpha = \frac{1}{{{{\cos }^2}\alpha }} - 1\]\[ = {\left( {\frac{{\sqrt {30} }}{5}} \right)^2} - 1\]\[ = \frac{5}{{25}}\]. Suy ra \[\tan \alpha = \frac{{\sqrt 5 }}{5}\].
Hot: Danh sách các trường đã công bố điểm chuẩn Đại học 2025 (mới nhất) (2025). Xem ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Toán (có đáp án chi tiết) ( 38.500₫ )
- 250+ Công thức giải nhanh môn Toán 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- Sổ tay lớp 12 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa, KTPL (chương trình mới) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
A. \(\arccos \frac{{\sqrt 3 }}{5}\).
B. \(\arccos \frac{{\sqrt 5 }}{5}\).
C. \(\arccos \frac{{\sqrt 5 }}{3}\).
D. \[\arccos \frac{{\sqrt {15} }}{5}\].
Lời giải
Chọn B
Gọi \(O = AC \cap BD\).
Tam giác \(SAO\) vuông : \(SO = \sqrt {S{A^2} - A{O^2}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{2}\)
Gắn tọa độ như hình vẽ
\(A\left( {0;0;0} \right)\), \(B\left( {a;0;0} \right)\), \(C\left( {a;a;0} \right)\), \(D\left( {0;a;0} \right)\), \(O\left( {\frac{a}{2};\frac{a}{2};0} \right)\), \(S\left( {\frac{a}{2};\frac{a}{2};\frac{{a\sqrt 6 }}{2}} \right)\).
Vì \(G\) là trọng tâm tam giác \(SCD\) nên \(G\left( {\frac{a}{2};\frac{{5a}}{6};\frac{{a\sqrt 6 }}{6}} \right)\).
Ta có : \(\overrightarrow {AS} = \left( {\frac{a}{2};\frac{a}{2};\frac{{a\sqrt 6 }}{2}} \right)\) \( = \frac{a}{2}\left( {1;1;\sqrt 6 } \right)\), \(\overrightarrow {BG} = \left( {\frac{{ - a}}{2};\frac{{5a}}{6};\frac{{a\sqrt 6 }}{6}} \right) = \frac{a}{6}\left( { - 3;5;\sqrt 6 } \right)\).
Góc giữa đường thẳng \(BG\) với đường thẳng \(SA\) bằng:
\(\cos \left( {BG;SA} \right) = \frac{{\left| {\overrightarrow {BG} .\overrightarrow {AS} } \right|}}{{BG.AS}}\)\( = \frac{{\left| { - 3 + 5 + 6} \right|}}{{\sqrt {40} .\sqrt 8 }} = \frac{{\sqrt 5 }}{5}\).
Câu 2
A. \(\frac{{\sqrt 2 }}{5}\).
B. \(\frac{{3\sqrt 2 }}{4}\).
C. \(\frac{{2\sqrt 2 }}{5}\).
D. \(\frac{{4\sqrt 2 }}{{13}}\).
Lời giải
Chọn C
Gọi \[O\] là trung điểm của \[AB\]. Chuẩn hóa và chọn hệ trục tọa độ sao cho \[O\left( {0;0;0} \right)\],
\[A\left( {\frac{1}{2};0;0} \right)\], \[B\left( { - \frac{1}{2};0;0} \right)\], \[C\left( {0;\frac{{\sqrt 3 }}{2};0} \right)\], \[H\left( {0;\frac{{\sqrt 3 }}{6};0} \right)\], \[A'H = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}\]\[ \Rightarrow A'\left( {0;\frac{{\sqrt 3 }}{6};\frac{{\sqrt 6 }}{3}} \right)\]
Ta có \[\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {A'B'} \]\[ \Rightarrow B'\left( { - 1;\frac{{\sqrt 3 }}{6};\frac{{\sqrt 6 }}{3}} \right)\]. Dễ thấy \[\left( {ABC} \right)\] có vtpt \[\overrightarrow {{n_1}} = \left( {0;0;1} \right)\].
\[M\] là trung điểm \[AA'\]\[ \Rightarrow M\left( {\frac{1}{4};\frac{{\sqrt 3 }}{{12}};\frac{{\sqrt 6 }}{6}} \right)\], \[N\] là trung điểm \[BB'\]\[ \Rightarrow N\left( {\frac{{ - 3}}{4};\frac{{\sqrt 3 }}{{12}};\frac{{\sqrt 6 }}{6}} \right)\]
\[\overrightarrow {MN} = \left( { - 1;0;0} \right)\], \[\overrightarrow {CM} = \left( {\frac{1}{4};\frac{{ - 5\sqrt 3 }}{{12}};\frac{{\sqrt 6 }}{6}} \right)\]
\[ \Rightarrow \] \[\left( {CMN} \right)\] có vtpt \[\overrightarrow {{n_2}} = \left( {0;\frac{{\sqrt 6 }}{6};\frac{{5\sqrt 3 }}{{12}}} \right)\]\[ = \frac{{\sqrt 3 }}{{12}}\left( {0;2\sqrt 2 ;5} \right)\]
\[\cos \varphi = \]\[\frac{5}{{\sqrt {33} }}\]\[ \Rightarrow \tan \varphi = \sqrt {\frac{1}{{{{\cos }^2}\varphi }} - 1} \]\[ = \frac{{2\sqrt 2 }}{5}\]
Câu 3
A. \(\frac{1}{2}\).
B. \(\frac{{\sqrt 3 }}{3}\).
C. \(\sqrt 3 \).
D. \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}\).
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
A. \[\frac{{\sqrt 2 }}{5}\].
B. \[\frac{{\sqrt 3 }}{3}\].
C. \[\frac{{\sqrt 5 }}{5}\].
D. \[\sqrt 3 \].
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo