Lý thuyết góc giữa hai mặt phẳng tư duy định lượng ĐGNL


I. Cách xác định góc giữa hai mặt phẳng

TH1: Hai mặt phẳng (left( P right),left( Q right)) song song hoặc trùng nhau thì góc giữa chúng bằng ({0^0}).

TH2: Hai mặt phẳng (left( P right),left( Q right)) không song song hoặc trùng nhau.

Cách 1:

+) Dựng hai đường thẳng (n,p) lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng (left( P right)) và (left( Q right)).

+) Khi đó, góc giữa hai mặt phẳng (left( P right)) và (left( Q right)) là góc giữa hai đường thẳng (n,p).

Góc giữa hai vecto pháp tuyến

Cách 2:

+) Xác định giao tuyến (Delta ) của hai mặt phẳng (left( P right),left( Q right)).

+) Tìm một mặt phẳng (left( R right)) vuông góc (Delta ) và cắt và hai mặt phẳng theo các giao tuyến (a,b).

+) Góc giữa hai mặt phẳng (left( P right),left( Q right)) là góc giữa (a) và (b).

Góc giữa hai giao tuyến

II. Diện tích hình chiếu của đa giác

Gọi (S) là diện tích của đa giác (left( H right)) trong (left( P right),S’) là diện tích hình chiếu (left( {H’} right)) của (left( H right)) trên mặt phẳng (left( Q right)) và (alpha  = left( {left( P right),left( Q right)} right)). Khi đó:

Ví dụ: Cho tứ diện (ABCD) có (Delta BCD) vuông cân tại (B), (AB bot left( {BCD} right),BC = BD = a), góc giữa (left( {ACD} right)) và (left( {BCD} right)) là ({30^0}). Tính diện tích toàn phần của tứ diện (ABCD).

Giải:

Góc giữa hai mặt phẳng

– Xác định góc giữa hai mặt phẳng (left( {ACD} right))(left( {BCD} right)):

Ta có: (Delta ABC = Delta ABCleft( {c.g.c} right) Rightarrow AC = AD) (cạnh tương ứng)

Gọi (E) là trung điểm của (CD Rightarrow AE bot CD,BE bot CD).

Ta có: (left{ begin{array}{l}left( {ACD} right) cap left( {BCD} right) = CD\AE bot CD\BE bot CDend{array} right.)  nên góc giữa hai mặt phẳng (left( {ACD} right)) và (left( {BCD} right)) là góc giữa hai đường thẳng (AE,BE).

Do đó (widehat {AEB} = {30^0}).

– Tính diện tích toàn phần của tứ diện:

Tam giác vuông cân (BCE) có:

(CD = sqrt {B{C^2} + B{D^2}}  = asqrt 2  Rightarrow BE = dfrac{1}{2}CD = dfrac{1}{2}.asqrt 2  = dfrac{{asqrt 2 }}{2})

Tam giác vuông (ABE) có (AB = BE.tan {30^0} = dfrac{{asqrt 2 }}{2}.dfrac{{sqrt 3 }}{3} = dfrac{{asqrt 6 }}{6})

Do đó:

({S_{ABC}} = dfrac{1}{2}BA.BC = dfrac{1}{2}.dfrac{{asqrt 6 }}{6}.a = dfrac{{{a^2}sqrt 6 }}{{12}})

({S_{ABD}} = dfrac{1}{2}BA.BD = dfrac{1}{2}.dfrac{{asqrt 6 }}{6}.a = dfrac{{{a^2}sqrt 6 }}{{12}})

({S_{BCD}} = dfrac{1}{2}BC.BD = dfrac{{{a^2}}}{2})

({S_{ACD}} = dfrac{{{S_{BCD}}}}{{cos {{30}^0}}} = dfrac{1}{2}{a^2}:dfrac{{sqrt 3 }}{2} = dfrac{{{a^2}}}{{sqrt 3 }} = dfrac{{{a^2}sqrt 3 }}{3})

Vậy diện tích toàn phần của tứ diện là:

(S = {S_{ABC}} + {S_{ABD}} + {S_{BCD}} + {S_{ACD}} = dfrac{{{a^2}sqrt 6 }}{{12}} + dfrac{{{a^2}sqrt 6 }}{{12}} + dfrac{{{a^2}sqrt 3 }}{3} + dfrac{{{a^2}}}{2} = dfrac{{{a^2}left( {sqrt 6  + 2sqrt 3  + 3} right)}}{6}) .





Link Hoc va de thi 2021

Chuyển đến thanh công cụ