Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại A, AB = 3 AC = 4, SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = 6 Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại A, AB = 3 AC = 4 SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = 6 a) Tính độ dài đoạn vuông góc từ điểm S đến mặt phẳng (ABC) b) Tính góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABC)
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải bài toán, trước tiên chúng ta cần xác định tọa độ của các điểm trong hình chóp \( S.ABC \). Gọi: - \( A(0, 0, 0) \) - \( B(3, 0, 0) \) - \( C(0, 4, 0) \) - \( S(0, 0, 6) \) ### a) Tính độ dài đoạn vuông góc từ điểm S đến mặt phẳng (ABC) Mặt phẳng (ABC) được xác định bởi ba điểm \( A, B, C \). Để tìm phương trình mặt phẳng này, ta sử dụng phương pháp xác định vectơ pháp tuyến: 1. **Xác định hai vectơ nằm trong mặt phẳng (ABC)**: - Vectơ \( \vec{AB} = B - A = (3, 0, 0) - (0, 0, 0) = (3, 0, 0) \) - Vectơ \( \vec{AC} = C - A = (0, 4, 0) - (0, 0, 0) = (0, 4, 0) \) 2. **Tính vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (ABC)**: - Vectơ pháp tuyến \( \vec{n} = \vec{AB} \times \vec{AC} \) - Tính tích có hướng: \[ \vec{n} = (3, 0, 0) \times (0, 4, 0) = (0, 0, 12) = (0, 0, 12) \] - Phương trình mặt phẳng (ABC) có dạng: \( 0x + 0y + 12z = 0 \) hay là \( z = 0 \) (mặt phẳng nằm trên mặt phẳng tọa độ xy). 3. **Tính độ dài đoạn vuông góc từ điểm S đến mặt phẳng (ABC)**: - Tọa độ của điểm \( S \) là \( (0, 0, 6) \) và mặt phẳng có phương trình \( z = 0 \). - Đọ dài đoạn vuông góc là khoảng cách theo trục z, nên: \[ d = |z_S - z_{ABC}| = |6 - 0| = 6 \] **Kết quả**: Độ dài đoạn vuông góc từ điểm \( S \) đến mặt phẳng \( (ABC) \) là \( 6 \). ### b) Tính góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABC) 1. **Xác định vectơ \( \vec{SC} \)**: - Tọa độ của điểm \( C \) là \( (0, 4, 0) \). - Vectơ \( \vec{SC} = C - S = (0, 4, 0) - (0, 0, 6) = (0, 4, -6) \). 2. **Tính góc giữa vectơ \( \vec{SC} \) và vectơ pháp tuyến \( \vec{n} \)**: - Vectơ pháp tuyến \( \vec{n} = (0, 0, 12) \). - Có công thức tính góc giữa hai vectơ: \[ \cos \theta = \frac{|\vec{SC} \cdot \vec{n}|}{|\vec{SC}| \cdot |\vec{n}|} \] 3. **Tính các đại lượng**: - Tính tích vô hướng \( \vec{SC} \cdot \vec{n} \): \[ \vec{SC} \cdot \vec{n} = (0, 4, -6) \cdot (0, 0, 12) = 0 \cdot 0 + 4 \cdot 0 + (-6) \cdot 12 = -72 \] - Tính độ dài của \( |\vec{SC}| \): \[ |\vec{SC}| = \sqrt{0^2 + 4^2 + (-6)^2} = \sqrt{0 + 16 + 36} = \sqrt{52} = 2\sqrt{13} \] - Tính độ dài của \( |\vec{n}| \): \[ |\vec{n}| = \sqrt{0^2 + 0^2 + 12^2} = 12 \] 4. **Áp dụng công thức**: - Ta có: \[ \cos \theta = \frac{| -72 |}{2\sqrt{13} \cdot 12} = \frac{72}{24\sqrt{13}} = \frac{3}{\sqrt{13}} \] Từ đó, tính được: \[ \theta = \cos^{-1}\left( \frac{3}{\sqrt{13}} \right) \] **Kết quả**: Góc giữa đường thẳng \( SC \) và mặt phẳng \( (ABC) \) là \( \theta = \cos^{-1}\left( \frac{3}{\sqrt{13}} \right) \).