Hai mặt phẳng vuông góc
Trong không gian, bài viết này trình bày khái niệm hai mặt phẳng vuông góc, Điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc, giúp các em giải quyết nhiều bài toán trong hình học không gian, kiến trúc, kỹ thuật và các lĩnh vực khoa học khác.
Ảnh minh họa |
1. Góc giữa hai mặt phẳng
Định nghĩa. Cho hai mặt phẳng (P) và (Q). Gọi a và b là hai đường thẳng lần
lượt vuông góc với (P) và (Q). Khi đó góc giữa hai đường thẳng a và b là góc
giữa hai mặt phẳng (P) và (Q)
2. Cách xác định góc giữa hai mặt phẳng
Giả sử (P) $\cap$ (Q) = c. Lấy điểm I $\in $ c
+ Trong (P) dựng đường thẳng a qua I và vuông góc với c
+ Trong (Q) dựng đường thẳng b qua I và vuông góc với c
khi đó $\left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) = \left( {\widehat {a,b}}
\right)$
Chú ý: ${0^{\rm{o}}} \le \left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) \le
{90^{\rm{o}}}$
3. Diện tích hình chiếu của một đa giác
Gọi S là diện tích của đa giác (H) trong (P), S' là diện tích của hình
chiếu (H') của (H) trên (Q), $\left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) = \varphi
$ . Khi đó: S' = S.cos $\varphi $
4. Hai mặt phẳng vuông góc
Định nghĩa. Hai mặt phẳng được gọi là vuông góc với nhau nếu góc giữa chúng
bằng $90^{\rm o}$
5. Điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc
Hai mặt phẳng được gọi là vuông góc với nhau nếu trong mặt phẳng này chứa
đường thẳng vuông góc với mặt kia.
6. Các dạng bài tập về hai mặt phẳng vuông góc
VẤN ĐỀ 1: Góc giữa hai mặt phẳng
Phương pháp giải. Muốn tìm góc giữa hai mặt phẳng (P) và (Q) ta có thể sử dụng
một trong các cách sau:
Cách 1. Tìm hai đường thẳng a, b: a $\bot $ (P), b a $\bot $ (Q). Khi đó:
$\left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) = \left( {\widehat {a,b}} \right)$
Cách 2.
+ Bước 1. Tìm giao tuyến c = (P) $\cap$ (Q).
+ Bước 2. Chọn điểm I trên c.
+ Trong (P) dựng đường thẳng a qua I và vuông góc với c
+ Trong (P) dựng đường thẳng a qua I và vuông góc với c
+ Trong (Q) dựng đường thẳng b qua I và vuông góc với c
khi đó $\left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) = \left( {\widehat {a,b}}
\right)$
Chú ý: ${0^{\rm{o}}} \le \left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) \le
{90^{\rm{o}}}$
Bài 1. Cho hình chóp SABC, có đáy ABC là tam giác vuông cân với BA = BC =
a; SA $\bot $ (ABC) và SA = a. Gọi E, F lần lượt là trung điểm của các cạnh
AB và AC.
a) Tính góc giữa hai mặt phẳng (SAC) và (SBC).
b) Tính góc giữa 2 mặt phẳng (SEF) và (SBC).
Hướng dẫn
a) $60^{\rm o}$
b) cos $(\widehat {(SEF),(SBC)}) = \frac{3}{{\sqrt {10} }}$
Bài 2. Cho hình vuông ABCD cạnh a, tâm O; SA $\bot $ (ABCD). Tính SA theo a
để số đo của góc giữa hai mặt phẳng (SCB) và (SCD) bằng $60^{\rm o}$.
Hướng dẫn: SA = a.
VẤN ĐỀ 2: Chứng minh hai mặt phẳng vuông góc.
Tham khảo thêm bài viết: Chứng minh đường thẳng vuông góc với mặt phẳng.
Chứng minh hai mặt phẳng vuông góc
Phương pháp giải. Để chứng minh (P) $\bot $ (Q), ta có thể chứng minh bởi một
trong các cách sau:
• Chứng minh trong (P) có một đường thẳng a mà a $\bot $ (Q).
• Chứng minh $\left( {\widehat {(P),(Q)}} \right) = {90^{\rm{o}}}$
Chứng minh đường thẳng vuông góc với mặt phẳng
Phương pháp giải. Để chứng minh d $\bot$ (P), ta có thể chứng minh bởi một trong các cách
sau:
• Chứng minh d $\bot$ (Q) với (Q) $\bot$ (P) và d vuông góc với giao tuyến
c của (P) và (Q).
• Chứng minh d = (Q) $\bot$ (R) với (Q) $\bot$ (P) và (R) $\bot$ (P).
• Sử dụng các cách chứng minh đã biết ở phần trước.
Bài 1. Cho tam giác đều ABC, cạnh a. Gọi D là điểm đối xứng với A qua BC.
Trên đường thẳng vuông góc với mp(ABC) tại D lấy điểm S sao cho SD = a.
Chứng minh hai mặt phẳng (SAB) và (SAC) vuông góc với nhau.
Bài 2. Cho hình tứ diện ABCD có hai mặt ABC và ABD cùng vuông góc với đáy
DBC. Vẽ các đường cao BE, DF của tam giác BCD, đường cao DK của tam giác
ACD.
a) Chứng minh: AB $\bot$ (BCD).
b) Chứng minh 2 mặt phẳng (ABE) và (DFK) cùng vuông góc với mp(ADC).
c) Gọi O và H lần lượt là trực tâm của 2 tam giác BCD và ADC. CMR: OH
$\bot$ (ADC).
Bài 3. Cho hình chóp SABCD, đáy ABCD là hình vuông, SA $\bot $ (ABCD).
a) Chứng minh (SAC) $\bot$ (SBD).
b) Tính góc giữa hai mặt phẳng (SAD) và (SCD).
c) Gọi BE, DF là hai đường cao của tam giác SBD. CMR: (ACF) $\bot$ (SBC),
(AEF) $\bot$ (SAC).
Hướng dẫn: b) $90^{\rm o}$.
Qua bài viết, hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về các dạng bài tập Hai mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng và cách giải chi tiết từng dạng bài tập. Đừng ngần ngại để lại câu hỏi hoặc chia sẻ bài viết nếu bạn thấy hữu ích!
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về bài toán chứng minh Hai mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng hoặc các chủ đề toán học khác, hãy để lại bình luận dưới đây hoặc liên hệ với chúng tôi để được giải đáp!
Tags: #Toán 11