Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, tam giác SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Tính \(\cos in\) góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng \(\left( {SCD} \right)\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKẻ \(SO \bot AB \Rightarrow SO \bot \left( {ABCD} \right)\) đồng thời O là trung điểm của đoạn AB.
Gọi \(\varphi \) là góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng \(\left( {SCD} \right) \Rightarrow \sin \varphi = \frac{{d\left( {B,\left( {SCD} \right)} \right)}}{{SB}} = \frac{{d\left( {O,\left( {SCD} \right)} \right)}}{{SB}}\)
Gọi M là trung điểm của CD, kẻ \(OH \bot SM\)
Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}CD \bot OM\\CD \bot SO\end{array} \right. \Rightarrow CD \bot \left( {SOM} \right) \Rightarrow CD \bot OH\)
Có \(\left\{ \begin{array}{l}OH \bot CD\\OH \bot SM\end{array} \right. \Rightarrow OH \bot \left( {SCD} \right) \Rightarrow d\left( {O,\left( {SCD} \right)} \right) = OH\)
Trong tam giác vuông SOM ta có \(\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{M^2}}} \Rightarrow OH = \frac{{SO.OM}}{{\sqrt {S{O^2} + O{M^2}} }} = \frac{{\sqrt {21} }}{7}a\)
Suy ra \(\sin \varphi = \frac{{d\left( {O,\left( {SCD} \right)} \right)}}{{SB}} = \frac{{OH}}{{SB}} = \frac{{\sqrt {21} }}{7} \Rightarrow \cos \varphi = \frac{{2\sqrt 7 }}{7}\)