Cách chứng minh hai mặt phẳng vuông góc trong không gian cực hay – Toán lớp 11

Photo of author

Cách chứng minh hai mặt phẳng vuông góc trong không gian cực hay

Cách chứng minh hai mặt phẳng vuông góc trong không gian cực hay

A. Phương pháp giải

Quảng cáo

* Chứng minh hai mặt phẳng vuông góc

Để chứng minh ( P ) ⊥ ( Q. ), ta hoàn toàn có thể chứng minh bởi một trong những cách sau :
– Chứng minh trong ( P ) có một đường thẳng a mà a ⊥ ( Q. ) .
– Chứng minh ( ( P ), ( Q. ) ) = 90 °

* Chứng minh đường thẳng vuông góc với mặt phẳng

Để chứng minh d ⊥ ( P ), ta hoàn toàn có thể chứng minh bởi một trong những cách sau :
– Chứng minh d ⊂ ( Q. ) với ( Q. ) ⊥ ( P ) và d vuông góc với giao tuyến c của ( P ) và ( Q. ) .
– Chứng minh d = ( Q. ) ∩ ( R ) với ( Q. ) ⊥ ( P ) và ( R ) ⊥ ( P ) .
– Sử dụng những cách chứng minh đã biết ở phần trước .

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho tứ diện ABCD có AB ⊥ (BCD). Trong tam giác BDC vẽ các đường cao BE và DF cắt nhau ở O. Trong (ADC) vẽ DK ⊥ AC tại K. Khẳng định nào sau đây sai ?

A. ( ADC ) ⊥ ( ABE ) B. ( ADC ) ⊥ ( DFK )
C. ( ADC ) ⊥ ( ABC ) D. ( BDC ) ⊥ ( ABE )

Hướng dẫn giải

Ta xét những giải pháp :

Chọn C

Ví dụ 2: Cho tứ diện ABCD có hai mặt phẳng (ABC) và (ABD) cùng vuông góc với (DBC). Gọi BE và DF là hai đường cao của tam giác BCD, DK là đường cao của tam giác ACD. Chọn khẳng định sai trong các khẳng định sau?

A. ( ABE ) ⊥ ( ADC ) B. ( ABD ) ⊥ ( ADC )C. ( ABC ) ⊥ ( DFK ) D. ( DFK ) ⊥ ( ADC )

Hướng dẫn giải

Chọn B

Quảng cáo

Ví dụ 3: Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC) và đáy ABC là tam giác cân ở A. Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên (SBC). Khẳng định nào sau đây đúng?

A. H ∈ SB
B. H trùng với trọng tâm tam giác SBC .
C. H ∈ SC
D. H ∈ SI ( I là trung điểm của BC ) .

Hướng dẫn giải

Chọn D
Gọi I là trung điểm của BC
⇒ AI ⊥ BC mà BC ⊥ SA ⇒ BC ⊥ ( SAI )
⇒ SI ⊥ BC ( 1 )
Khi đó H là hình chiếu vuông góc của A lên ( SBC ) .
Suy ra AH ⊥ BC
Lại có : SA ⊥ BC
⇒ BC ⊥ ( SAH ) ⇒ BC ⊥ SH ( 2 )
Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra 3 điểm S ; H ; I thẳng hàng .
Chọn D .

Ví dụ 4: Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên (SBC) và (SAC) vuông góc với đáy (ABC). Khẳng định nào sau đây sai?

A. SC ⊥ ( ABC )
B. Nếu A ’ là hình chiếu vuông góc của A lên ( SBC ) thì A ‘ ∈ SB .
C. ( SAC ) ⊥ ( ABC )
D. BK là đường cao của tam giác ABC thì BK ⊥ ( SAC )

Hướng dẫn giải

Chọn B

+ Ta có:

+ Gọi A ’ là hình chiếu vuông góc của A lên ( SBC )khi đó AA ‘ ⊥ ( SBC ) ⇒ AA ‘ ⊥ BC ⇒ A ‘ ∈ BC
Suy ra đáp án B sai .
Chọn B .

Ví dụ 5: Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên (SAB) và (SAC) vuông góc với đáy (ABC), tam giác ABC vuông cân ở A và có đường cao AH. Gọi O là hình chiếu vuông góc của A lên (SBC). Khẳng định nào sau đây đúng?

A. SC ⊥ ( ABC )
B. ( SAH ) ⊥ ( SBC )
C. O ∈ SC
D. Góc giữa ( SBC ) và ( ABC ) là góc ∠ SBA

Hướng dẫn giải

Chọn B

Ta có:

Gọi H là trung điểm của BC ⇒ AH ⊥ BC ( vì tam giác ABC vuông cân tại A ) .
mà BC ⊥ SA ⇒ BC ⊥ ( SAH ) ⇒ ( SBC ) ⊥ ( SAH )
Khi đó O là hình chiếu vuông góc của A lên ( SBC )
Thì suy ra O thuộc SH và ( ( SBC ), ( ABC ) ) = ∠ SHA
Vậy đáp án B đúng

Quảng cáo

Ví dụ 6: Cho hình lập phương ABCD.A1B1C1D1. Mặt phẳng (A1BD) không vuông góc với mặt phẳng nào dưới đây?

A. ( AB1D ) B. ( ACC1A1 ) C. ( ABD1 ) D. ( A1BC1 )

Hướng dẫn giải

* Gọi I = AB1 ∩ A1B
Tam giác A1BD đều có DI là đường trung tuyến nên

Tam giác A1BD đều có BJ là đường trung tuyến nên BJ ⊥ A1D .

Chọn D

Ví dụ 7: Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ có cạnh bằng a. Khẳng định nào sau đây sai?

A. Tam giác AB’C là tam giác đều .
B. Nếu α là góc giữa AC ’ và ( ABCD ) thì cosα = √ ( 2/3 ) .
C. ACC’A ‘ là hình chữ nhật có diện tích quy hoạnh bằng 2 a2 .
D. Hai mặt ( AA’C ‘ C ) và ( BB’D ‘ D ) ở trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau .

Hướng dẫn giải

Chọn C
Từ giả thiết tính được AC = a √ 2
Mặt khác vì ABCD.A ‘ B’C ‘ D ‘ là hình lập phương nên suy ra ∠ AA’C ‘ = 90 °

Xét tứ giác ACC’A’ có

⇒ ACC’A ‘ là hình chữ nhật có những cạnh a và a √ 2 .
Diện tích hình chữ nhật ACC’A ’ là :
S = a. a. √ 2 = a2 √ 2 ( đvdt )
⇒ đáp án C sai .

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh bằng a. Khẳng định nào sau đây sai?

A. Hai mặt ACC’A ‘ và BDD’B ‘ vuông góc nhau .
B. Bốn đường chéo AC ’ ; A’C ; BD ’ ; B’D bằng nhau và bằng .
C. Hai mặt ACC’A ’ và BDD’B ’ là hai hình vuông vắn bằng nhau .
D. AC ⊥ BD ‘
Hiển thị lời giải

Chọn C
Vì theo giả thiết ABCD.A ’ B’C ’ D ’ ta thuận tiện chỉ ra được :

⇒ đáp án A đúng .
+ Áp dụng đình lý Pytago trong tam giác B’A ’ D ’ vuông tại A ’ ta có :
B’D ‘ 2 = B’A ‘ 2 + A’D ‘ 2 = a2 + a2 = 2 a2
Áp dụng định lý Pytago trong tam giác BB’D ’ vuông tại B ’ ta có :
BD ‘ 2 = BB ‘ 2 + B’D ‘ 2 = a2 + 2 a2 = 3 a2 ⇒ BD ‘ = a √ 3
Hoàn toàn tựa như ta tính được độ dài những đường chéo còn lại của hình lập phương đều bằng nhau và bằng a √ 3 ⇒ đáp án B đúng .
+ Xét tứ giác ACC’A ’ có

⇒ ACC’A ‘ là hình chữ nhật
trọn vẹn tương tự như ta cũng chỉ ra BDD’B ’ cũng là hình chữ nhật có những cạnh là a và a √ 3
Hai mặt ACC’A ‘ và BDD’B ‘ là hai hình chữ nhật bằng nhau
⇒ đáp án C sai .

Câu 2: Cho hình lăng trụ ABCD.A’B’C’D’. Hình chiếu vuông góc của A’ lên (ABC) trùng với trực tâm H của tam giác ABC. Khẳng định nào sau đây không đúng?

A. ( AA’B ‘ B ) ⊥ ( BB’C ‘ C )
B. ( AA’H ) ⊥ ( A’B ‘ C ‘ )
C. BB’C ‘ C là hình chữ nhật
D. ( BB’C ‘ C ) ⊥ ( AA’H )
Hiển thị lời giải

Chọn A
Gọi K là hình chiếu vuông góc của A lên BC

Câu 3: Cho hình lăng trụ tứ giác đều ABCD.A’B’C’D’ có cạnh đáy bằng a, góc giữa hai mặt phẳng (ABCD) và (ABC’) có số đo bằng 60°. Cạnh bên của hình lăng trụ bằng:

A. 3 a B. a √ 3 C. 2 a D. a √ 2
Hiển thị lời giải

Chọn B.
Ta có : ( ABCD ) ∩ ( ABC ‘ ) = AB
Ta có : AB ⊥ BC và AB ⊥ BB ‘ ( vì lăng trụ đã cho là lăng trụ tứ giác đều )
⇒ AB ⊥ ( BB’C ‘ C ) mà C’B ⊂ ( BB’C ‘ C ) ⇒ AB ⊥ C’B
Mặt khác : CB ⊥ AB
⇒ ( ( ABCD ), ( ABC ‘ ) ) = ( CB, C’B ) = ∠ CBC ‘ = 60 °
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác BCC ’ vuông tại C ta có :
tan ( CBC ‘ ) = CC ‘ / CB ⇒ CC ‘ = CB.tan ( CBC ‘ ) = a. tan60 ° = a √ 3

Câu 4: Cho hai tam giác ACD và BCD nằm trên hai mặt phẳng vuông góc với nhau và AC = AD = BC = BD = a; CD = 2x. với giá trị nào của x thì hai mặt phẳng (ABC) và (ABD) vuông góc.

Hiển thị lời giải
Gọi I và J lần lượt là trung điểm của CD và AB
Do AC = BC nên tam giác Ngân Hàng Á Châu cân tại C có CJ là đường trung tuyến
⇒ CJ vuông AB ( 1 )
Tương tự ta có : DJ vuông góc AB. ( 2 )
Lại có : ( ABC ) ∩ ( ABD ) = AB ( 3 )
Từ ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ) ⇒ ( ( ABC ) ; ( ABD ) ) = ∠ CJD
Vậy để 2 mp ( ABC ) và ( ABD ) vuông góc với nhau thì tam giác CJD vuông cân tại J
( chú ý quan tâm : ΔCAB = ΔDAB ( c. c. c ) nên CJ = DJ )

Vậy chọn đáp án A

Câu 5: Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC) và đáy ABC vuông ở A. Khẳng định nào sau đây sai ?

A. ( SAB ) ⊥ ( ABC )
B. ( SAB ) ⊥ ( SAC ) .
C. Vẽ AH ⊥ BC, H ∈ BC ⇒ góc AHS là góc giữa hai mặt phẳng ( SBC ) và ( ABC ) .
D. Góc giữa hai mặt phẳng ( SBC ) và ( SAC ) là góc ∠ SCB
Hiển thị lời giải

Chọn D

⇒ đáp án D sai

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

Đã có app VietJack trên điện thoại thông minh, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không tính tiền. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Theo dõi chúng tôi không lấy phí trên mạng xã hội facebook và youtube :

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

Source: https://tbdn.com.vn
Category: Toán Học

Viết một bình luận