Cho lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh a, tính số đo góc giữa (BA’C) và (DA’C) giúp mình bài này chấm 10₫ nhé :Đề bài . Cho lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh a . tính số đo góc giữa (BA’C) và (DA’C)
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để tính số đo góc giữa hai mặt phẳng \((BA'C)\) và \((DA'C)\) trong lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) cạnh \(a\), trước tiên ta cần xác định tọa độ các điểm trong không gian. Giả sử lập phương có các tọa độ như sau: - \(A(0, 0, 0)\) - \(B(a, 0, 0)\) - \(C(a, a, 0)\) - \(D(0, a, 0)\) - \(A'(0, 0, a)\) - \(B'(a, 0, a)\) - \(C'(a, a, a)\) - \(D'(0, a, a)\) ### Tìm vectơ pháp tuyến của hai mặt phẳng 1. **Mặt phẳng \((BA'C)\)**: - Ba điểm: \(B(a, 0, 0)\), \(A'(0, 0, a)\), \(C(a, a, 0)\) - Vectơ \(BA' = A' - B = (0 - a, 0 - 0, a - 0) = (-a, 0, a)\) - Vectơ \(BC = C - B = (a - a, a - 0, 0 - 0) = (0, a, 0)\) Tính tích có hướng của hai vectơ: \[ BA' \times BC = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ -a & 0 & a \\ 0 & a & 0 \end{vmatrix} = \mathbf{i}(0\cdot0 - a\cdot a) - \mathbf{j}(-a\cdot0 - 0\cdot a) + \mathbf{k}(-a\cdot a - 0\cdot0) = -a^2 \mathbf{i} + 0 \mathbf{j} - a^2 \mathbf{k} = (-a^2, 0, -a^2) \] Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((BA'C)\) là \((-a^2, 0, -a^2)\). 2. **Mặt phẳng \((DA'C)\)**: - Ba điểm: \(D(0, a, 0)\), \(A'(0, 0, a)\), \(C(a, a, 0)\) - Vectơ \(DA' = A' - D = (0 - 0, 0 - a, a - 0) = (0, -a, a)\) - Vectơ \(DC = C - D = (a - 0, a - a, 0 - 0) = (a, 0, 0)\) Tính tích có hướng của hai vectơ: \[ DA' \times DC = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 0 & -a & a \\ a & 0 & 0 \end{vmatrix} = \mathbf{i}((-a)\cdot0 - a\cdot0) - \mathbf{j}(0\cdot0 - a\cdot a) + \mathbf{k}(0\cdot0 - (-a)\cdot a) = 0 \mathbf{i} + a^2 \mathbf{j} + a^2 \mathbf{k} = (0, a^2, a^2) \] Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((DA'C)\) là \((0, a^2, a^2)\). ### Tính số đo góc giữa hai mặt phẳng Số đo góc giữa hai mặt phẳng được tính theo công thức: \[ \cos \theta = \frac{n_1 \cdot n_2}{||n_1|| \cdot ||n_2||} \] Trong đó \(n_1\) và \(n_2\) là vectơ pháp tuyến của hai mặt phẳng. - \(n_1 = (-a^2, 0, -a^2)\) - \(n_2 = (0, a^2, a^2)\) Tính tích vô hướng: \[ n_1 \cdot n_2 = (-a^2) \times 0 + 0 \times a^2 + (-a^2) \times a^2 = -a^4 \] Tính độ dài của các pháp tuyến: \[ ||n_1|| = \sqrt{(-a^2)^2 + 0^2 + (-a^2)^2} = \sqrt{2a^4} = a^2\sqrt{2} \] \[ ||n_2|| = \sqrt{0^2 + (a^2)^2 + (a^2)^2} = \sqrt{2a^4} = a^2\sqrt{2} \] Vậy: \[ \cos \theta = \frac{-a^4}{(a^2\sqrt{2})(a^2\sqrt{2})} = \frac{-a^4}{2a^4} = -\frac{1}{2} \] Do đó: \[ \theta = \cos^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) = 120^\circ \] ### Kết luận Số đo góc giữa hai mặt phẳng \((BA'C)\) và \((DA'C)\) là \(120^\circ\).