Cho lăng trụ đều ABC.A’B’C’ có tất cả các cạnh đều bằng nhau và bằng a. Tính \(\cos in\) góc giữa đường thẳng AC’ và mặt phẳng \(\left( {A’BC} \right)\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(E = A’C \cap AC’\).
Gọi \(\varphi \) là góc giữa đường thẳng AC’ và mặt phẳng \(\left( {A’BC} \right)\), khi đó \(\sin \varphi = \frac{{d\left( {A,\left( {A’BC} \right)} \right)}}{{AE}}\).
Kẻ \(AM \bot BC\) và \(AH \bot A’M\)
Ta có
\(BC \bot \left( {A’AM} \right) \Rightarrow BC \bot AH\).
\(\left\{ \begin{array}{l}AH \bot BC\\AH \bot A’M\end{array} \right. \Rightarrow AH \bot \left( {A’BC} \right) \Rightarrow d\left( {A,\left( {A’BC} \right)} \right) = AH\).
Ta có \(AM = \sqrt {A{B^2} – B{M^2}} = \sqrt {{a^2} – \frac{{{a^2}}}{4}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}a\).
Trong tam giác vuông A’AM có \(\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{{A’}^2}}} + \frac{1}{{A{M^2}}} = \frac{1}{{{a^2}}} + \frac{4}{{3{a^2}}} = \frac{7}{{3{a^2}}} \Rightarrow AH = \frac{{\sqrt {21} }}{7}a\)
Khi đó \(\sin \varphi = \frac{{AH}}{{AE}} = \frac{{2AH}}{{AC’}} = \frac{{\sqrt {42} }}{7} \Rightarrow \cos \varphi = \frac{{\sqrt 7 }}{7}\).