Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy là hình thang vuông tại \(A\) và \(D,AB = 2AD = 2CD = 2\). Biết \(SA \bot (ABCD),SA = 3\). Tính diện tích hình chiếu vuông góc của tam giác \[SBC\] lên mặt phẳng \((SAB)\).

Hướng dẫn giải

Trả lời: 90

Gọi \(M\) là trung điểm \(CC'\).

Ta có: \(IM//BC' \Rightarrow \left( {AI,BC'} \right) = (AI,IM)\)

Ta có:

\(AI = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\);\(IM = \frac{1}{2}BC' = \frac{1}{2}\sqrt {{a^2} + {{(2a)}^2}}  = \frac{{\sqrt 5 }}{2}a;AM = \sqrt {{a^2} + {a^2}}  = \sqrt 2 a\).

Xét \(\Delta AIM\) có: \(A{M^2} = A{I^2} + I{M^2}\) nên \(\Delta AIM\) vuông tại \[I\]. Vậy \(\left( {AI,BC'} \right) = 90^\circ \).

Hướng dẫn giải

a) Đ, b) S, c) Đ, d) Đ

a) Vì \(ABC.A'B'C'\) là lăng trụ đứng nên \(A'A \bot (ABC)\).

b) Vì \(A'A \bot (ABC) \Rightarrow A'A \bot AC\).

Mặt khác \(AB \bot AC\).

Vì vậy \(AC \bot \left( {ABB'A'} \right)\), mà \(AC \subset \left( {ACB'} \right)\) nên \(\left( {ACB'} \right) \bot \left( {ABB'A'} \right)\).

Do đó \(\left( {\left( {ACB'} \right),\left( {ABB'A'} \right)} \right) = 90^\circ \).

c) Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{CC' = \left( {ACC'A'} \right) \cap \left( {BCC'B'} \right)}\\{AC \bot CC',BC \bot CC'}\\{AC \subset \left( {ACC'A'} \right),BC \subset \left( {BCC'B'} \right)}\end{array}} \right.\)

\( \Rightarrow \left( {\left( {ACC'A'} \right),\left( {BCC'B'} \right)} \right) = (AC,BC) = \widehat {ACB}\)

Tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\) có: \(\tan \widehat {ACB} = \frac{{AB}}{{AC}} = \frac{a}{{a\sqrt 3 }} = \frac{1}{{\sqrt 3 }} \Rightarrow \widehat {ACB} = 30^\circ \).

Vậy \(\left( {\left( {ACC'A'} \right),\left( {BCC'B'} \right)} \right) = \widehat {ACB} = 30^\circ \).

d) \(\begin{array}{l}{\rm{Ta c\'o : }}\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{AC = \left( {ACB'} \right) \cap (ABC)}\\{AB \bot AC,AB' \bot AC}\\{AB \subset (ABC),AB' \subset \left( {ACB'} \right)}\end{array}} \right.\\ \Rightarrow \left( {\left( {ACB'} \right),(ABC)} \right) = \left( {AB',AB} \right) = \widehat {BAB'} = 60^\circ .\end{array}\)

Tam giác \(ABB'\) vuông tại \(B\) có:

\(BB' = AB\tan 60^\circ  = a\sqrt 3 .\)

Tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\) có:

\(BC = \sqrt {A{B^2} + A{C^2}}  = 2a.\)

Tổng diện tích các mặt bên của hình lăng trụ:

\(a \cdot a\sqrt 3  + 2a \cdot a\sqrt 3  + a\sqrt 3  \cdot a\sqrt 3  = (3\sqrt 3  + 3){a^2}\).