Câu hỏi:

05/02/2026 291 Lưu

Trong không gian với hệ tọa độ \[{\rm{O}}xyz\], cho lăng trụ tứ diện đều \(ABCD.A'B'C'D'\) cạnh đáy bằng \(1\) và chiều cao bằng \(x\) sao cho \(O \equiv {D_1}\), \({C_1}\) thuộc tia \(Ox\), \({A_1}\) thuộc tia \(Oy\), \(D\) thuộc tia \(Oz\).

Trong không gian với hệ tọa độ Oxy], cho lăng trụ tứ diện đều \(ABCD.A'B'C'D'\) cạnh đáy bằng (ảnh 1)

a) Một vectơ pháp tuyến của \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) là \(\overrightarrow {{n_1}}  = \left( {1;\,0;\, - 1} \right)\).

Đúng
Sai

b) Với \(x = 3\) thì góc của \({B_1}D\) mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) bằng \(60^\circ \).

Đúng
Sai

c) Với \(x = 2\) thì  góc giữa mặt phẳng \(\left( {C{B_1}{D_1}} \right)\) và mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\)bằng \(45^\circ \).                               

Đúng
Sai
d) Với \(x = 4\) thì góc giữa đường thẳng \({B_1}D\) mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) là lớn nhất.
Đúng
Sai

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Sai.

Ta có \({D_1}\left( {0;\,0;\,0} \right)\), \({A_1}\left( {0;\,1;\,0} \right)\), C1 (1;0;0), \({B_1}\left( {1;\,1;\,0} \right)\).

\(\overrightarrow {{D_1}{A_1}}  = \left( {0;\,1;\,0} \right)\), \(\overrightarrow {{D_1}{C_1}}  = \left( {1;\,0;\,0} \right)\).

Một vectơ pháp tuyến của \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) là \(\overrightarrow {{n_1}}  = \left[ {\overrightarrow {{D_1}{A_1}} ;\,\overrightarrow {{D_1}{C_1}} } \right] = \left( {0;\,0;\, - 1} \right)\).

b) Sai.

Ta có \(D\left( {0;\,0;\,x} \right)\), \(\overrightarrow {D{B_1}}  = \left( {1;\,1;\, - x} \right)\).

Vì góc của \({B_1}D\) mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) bằng \(60^\circ \).

Suy ra \(sin\left( {{B_1}D;\,\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow \left| {cos\left( {\overrightarrow {{n_1}} ;\,\overrightarrow {D{B_1}} } \right)} \right| = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)\( \Leftrightarrow \frac{{\left| x \right|}}{{\sqrt {{x^2} + 2} }} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow {x^2} - 6 = 0 \Rightarrow x = \sqrt 6 \).

c) Sai.

Ta có \(C\left( {1;\,0;\,x} \right),\,\overrightarrow {{D_1}{B_1}}  = \left( {1;\,1;\,0} \right),\,\overrightarrow {{D_1}C}  = \left( {1;\,0;\,x} \right)\).

Mặt phẳng \(\left( {C{B_1}{D_1}} \right)\) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_2}}  = \left[ {\overrightarrow {{D_1}{B_1}} ,\,\overrightarrow {{D_1}C} } \right] = \left( {x;\, - x;\, - 1} \right)\).

Vì góc giữa mặt phẳng \(\left( {C{B_1}{D_1}} \right)\) và mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\)bằng \(45^\circ \).

Suy ra \(\left| {cos\left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right| = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Leftrightarrow \frac{{\left| 1 \right|}}{{\sqrt {2{x^2} + 1} }} = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Leftrightarrow 2{x^2} - 1 = 0 \Rightarrow x = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\).

d) Sai

 Gọi góc giữa đường thẳng \({B_1}D\) mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) là \(\alpha \).

Khi đó \(\sin \alpha  = \frac{{\left| x \right|}}{{\sqrt {{x^2} + 2} }} = \frac{x}{{\sqrt {{x^2} + 2} }} < 1\).

Không tồn tại \(x\)để góc giữa đường thẳng \({B_1}D\) mặt phẳng \(\left( {{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}} \right)\) lớn nhất.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a) Với \(m = 1\) thì góc giữa mặt phẳng \(\left( P \right)\) và mặt phẳng \(\left( Q \right)\) bằng \(30^\circ \).

Đúng
Sai

b) Điểm \(H\left( {2;\,2;\,1} \right)\) là hình chiếu vuông góc của gốc toạ độ \(O\) xuống mặt phẳng \(\left( R \right)\), côsin góc giữa mặt phẳng \(\left( P \right)\) và mặt phẳng \(\left( R \right)\) là \(\frac{4}{9}\).

Đúng
Sai

c) \({m_1},\,{m_2}\) là hai giá trị của \(m\) để góc giữa hai mặt phẳng \[\left( P \right)\], \[\left( Q \right)\] bằng \(60^\circ \). Khi đó \({m_1} + {m_2} =  - 1\).

Đúng
Sai
d) Với \(m = 1\) thì hai mặt phẳng \[\left( P \right)\] và \[\left( Q \right)\] tạo với nhau một góc nhỏ nhất.
Đúng
Sai

Lời giải

a) Sai

Với \(m = 1\) thì  mặt phẳng \(\left( Q \right)\) có phương trình: \(x + y + 2019 = 0\).

Mặt phẳng \((P):x + 2y - 2z + 1 = 0\) có véctơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_1}}  = \left( {1;\,2;\, - 2} \right)\).

Mặt phẳng \(\left( Q \right)\) có véctơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_2}}  = \left( {1;\,1;\,0} \right)\).

\[\left| {cos\left( {\overrightarrow {{n_1}} ;\,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right| = \frac{{\left| {1.1 + 2.1 + \left( { - 2} \right).0} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} \sqrt {{1^2} + {1^2}} }} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\].

Vậy góc giữa mặt phẳng \(\left( P \right)\) và mặt phẳng \(\left( Q \right)\) bằng \(45^\circ \).

b) Đúng.

Ta có \(\overrightarrow {OH}  = \left( {2;\,2;\,1} \right)\) là véctơ pháp tuyến của mặt phẳng\(\left( R \right)\).

\(\left| {cos\left( {\overrightarrow {OH} ,\,\overrightarrow {{n_1}} } \right)} \right| = \frac{{\left| {1.2 + 2.2 + \left( { - 2} \right).1} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} \sqrt {{2^2} + {2^2} + {1^2}} }} = \frac{4}{9}\).

Vậy côsin góc giữa mặt phẳng \(\left( P \right)\) và mặt phẳng \(\left( R \right)\) là \(\frac{4}{9}\).

c) Sai.

Mặt phẳng \((P):x + 2y - 2z + 1 = 0\) có véctơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_1}}  = \left( {1;\,2;\, - 2} \right)\).

Mặt phẳng \(\left( Q \right)\) có véctơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_2}}  = \left( {1;\,m;\,m - 1} \right)\).

\(\left| {cos\left( {\overrightarrow {{n_1}} ;\,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right| = \frac{1}{2} \Leftrightarrow \frac{{\left| {1.1 + 2m - 2\left( {m - 1} \right)} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} \sqrt {{1^2} + {m^2} + {{\left( {m - 1} \right)}^2}} }} = \frac{1}{2}\)\( \Leftrightarrow \frac{1}{{\sqrt {2{m^2} - 2m + 2} }} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow {m^2} - m - 1 = 0\).

\( \Rightarrow {m_1} + {m_2} = 1\).

d) Sai.

\(\left| {cos\left( {\overrightarrow {{n_1}} ;\,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right| = \frac{{\left| {1.1 + 2m - 2\left( {m - 1} \right)} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} \sqrt {{1^2} + {m^2} + {{\left( {m - 1} \right)}^2}} }} = \frac{1}{{3\sqrt {2{m^2} - 2m + 2} }} = \frac{1}{{3.\sqrt {2{{\left( {m - \frac{1}{2}} \right)}^2} + \frac{3}{2}} }} \le \frac{1}{{3\sqrt {\frac{3}{2}} }}\) Góc giữa hai mặt phẳng \[\left( P \right)\] và \[\left( Q \right)\] nhỏ nhất \[ \Leftrightarrow {\rm{ }}m = \frac{1}{2}\].

Lời giải

Cho hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có cạnh bằng \(a\). Tìm cosin của góc tạo bởi hai (ảnh 1)

Chọn hệ trục tọa độ \(Oxyz\) như hình vẽ, ta có mặt phẳng \(\left( {A'B'C'D'} \right)\) trùng với mặt phẳng \(\left( {Oxy} \right)\) nên có phương trình \(z = 0\), suy ra vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_1}}  = \left( {0\,;\,0\,;\,1} \right)\).

Ta có \(A\left( {0\,;\,0\,;\,a} \right)\), \(C\left( {a\,;\,a\,;\,a} \right)\),\(D'\left( {a\,;\,0\,;\,0} \right)\),\(\overrightarrow {AC}  = \left( {a\,;\,a\,;\,0} \right)\),\(\overrightarrow {AD'}  = \left( {a\,;\,0\,;\, - a} \right)\) nên mặt phẳng \(\left( {ACD'} \right)\) có cặp vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow u  = \left( {1;1;0} \right)\),\(\overrightarrow v  = \left( {1;0; - 1} \right)\). Mặt phẳng \(\left( {ACD'} \right)\) có vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow n  = \left( {1; - 1;1} \right)\). Gọi \(\varphi \) là góc giữa  mặt phẳng  \(\left( {ACD'} \right)\) và mặt phẳng \(\left( {A'B'C'D'} \right)\).     

Ta có \[\cos \varphi  =  = \left| {\frac{{1.0 + 0.\left( { - 1} \right) + 1.1}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} .\sqrt {{1^2} + {{( - 1)}^2} + {1^2}} }}} \right| = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\] .

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.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Trong không gian \[Oxyz\], cho hai điểm \[A\left( {1;0;0} \right);{\rm{ }}B\left( {0;\sqrt 2 ;0} \right)\] và các đường thẳng \[{d_1}:\frac{{x + 1}}{1} = \frac{y}{{ - \sqrt 2 }} = \frac{{z - 2}}{1}\] ,\[{d_2}:\frac{{x + 1}}{1} = \frac{{y - 2}}{{ - 2}} = \frac{{z + 3}}{1}\],\[\Delta :\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 1 + \sqrt 2 t\\z = 2 + mt\end{array} \right.\].  Xét tính đúng /sai của các mệnh đề sau.

a) Véc tơ chỉ phương của đường thẳng \[{d_1}\] và \[{d_2}\] lần lượt là \[{\overrightarrow u _{_1}} = \left( {1\,;\, - \sqrt 2 \,;\,1} \right)\], \[{\overrightarrow u _{_2}} = \left( {1\,;\, - 2\,;\,1} \right)\].

Đúng
Sai

b) Góc giữa hai đường thẳng \[{d_1}\] và \[{d_2}\] là \(60^\circ \)

Đúng
Sai

c) Có hai giá trị của tham số \[m\]thỏa mãn góc giữa đường thẳng  \[\Delta \] và đường thẳng \[{d_1}\] bằng \(60^\circ \).

Đúng
Sai
d)  Có hai giá trị của tham số \[m\]thỏa mãn góc giữa đường thẳng  \[\Delta \] và đường thẳng \[AB\]bằng \(45^\circ \).
Đúng
Sai

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.

Nâng cấp VIP