Cho hình chóp \(S.ABC\) có \(ABC,SAB\) là các tam giác đều và mặt bên ( \(SAB\) ) vuông góc với mặt đáy. Gọi \(\alpha \) là góc phẳng nhị diện \(\left[ {S,BC,A} \right]\). Tính \({\rm{co}}{{\rm{s}}^2}\alpha \).
Đáp án: ____

Đáp án đúng là: \(1/5\)

Gọi \(H\) là trung điểm cạnh \(AB\).
Ta có \(\{ \begin{array}{*{20}{l}}{\left( {SAB} \right) \bot \left( {ABC} \right)}\\{\left( {SAB} \right) \cap \left( {ABC} \right) = AB \Rightarrow SH \bot \left( {ABC} \right)}\\{\left( {SAB} \right):SH \bot AB}\end{array}\).
Kẻ \(HI \bot BC\) tại \(I\) (1).
Ta có \(\{ \begin{array}{*{20}{l}}{BC \bot HI}\\{BC \bot SH\left( {SH \bot \left( {ABC} \right)} \right)}\end{array} \Rightarrow BC \bot \left( {SHI} \right) \Rightarrow BC \bot SI\) (2)
Từ (1) và (2) suy ra góc phẳng nhị diện \(\left[ {S,BC,H} \right]\) là góc \(\angle SIH\).
Suy ra góc phẳng nhị diện \(\left[ {S,BC,A} \right]\) là góc \(\angle SIH = \alpha \).
Ta có \(SH = \frac{{A{B^2}\sqrt 3 }}{2};HI = HB \cdot {\rm{sin}}{60^ \circ } = \frac{{AB \cdot \sqrt 3 }}{4}\)
Xét \({\rm{\Delta }}SHI\) có \(SI = \sqrt {S{H^2} + H{I^2}} = \frac{{AB\sqrt {15} }}{4}\).
Xét \({\rm{\Delta }}SHI\) có \({\rm{cos}}\alpha = \frac{{HI}}{{SI}} = \frac{{\sqrt 5 }}{5} \Rightarrow {\rm{co}}{{\rm{s}}^2}\alpha = \frac{1}{5}\).

Đáp án cần điền là: 1/5