Bài 7.16 trang 31 SBT Toán 11 - Kết nối tri thức: Cho hình hộp \(ABCD \cdot A’B’C’D’\) có đáy \(ABCD\) là hình vuông cạnh a và \(AA’ = a\sqrt 2 \)...

Đề bài :

Cho hình hộp \(ABCD \cdot A’B’C’D’\) có đáy \(ABCD\) là hình vuông cạnh a và \(AA’ = a\sqrt 2 \), hình chiếu vuông góc của \(A\) trên mặt phẳng \(\left( {A’B’C’D’} \right)\) trùng với trung điểm của \(B’D’\). Tính góc giữa đường thẳng \(AA’\) và mặt phẳng \(\left( {A’B’C’D’} \right)\).

Hướng dẫn giải :

Gọi \(O\) là giao điểm của \(A’C’\) và \(B’D’\)

Xác định hình chiếu vuông góc của \(AA’\) trên mặt phẳng \(\left( {A’B’CD’} \right)\)

Tính góc giữa đường thẳng \(AA’\) và hình chiếu của nó rồi kết luận

Áp dụng tỉ số lượng giác cho tam giác vuông để tính góc

Lời giải chi tiết :

Gọi \(O\) là giao điểm của \(A’C’\) và \(B’D’\).

Ta có: \(A’O\) là hình chiếu vuông góc của \(AA’\) trên mặt phẳng \(\left( {A’B’CD’} \right)\), góc giữa đường thẳng \(AA’\) và mặt phẳng \(\left( {A’B’C’D’} \right)\) bằng góc giữa \(AA’\) và \(A’O\).

Mà \(\left( {AA’,A’O} \right) = \widehat {AA’O}\), ta lại có \(A’O = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}\).

Do đó \({\rm{cos}}\widehat {AA’O} = \frac{{OA’}}{{AA’}} = \frac{1}{2}\),

Suy ra \(\widehat {AA’O} = {60^ \circ }\).

Vậy góc giữa đường thẳng \(AA’\) và mặt phẳng \(\left( {A’B’C’D’} \right)\) bằng \({60^ \circ }\).