Cho hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có tâm \(O.\) Gọi \(I\) là tâm của hình vuông \(A'B'C'D'\) và \(M\) là điểm thuộc đoạn thẳng \(OI\) sao cho \(MO=2MI.\) Khi đó côsin góc tạo bởi hai mặt phẳng \(\left( MC'D' \right)\) và \(\left( MAB \right)\) bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(F,P,Q\) lần lượt là trung điểm \(AB,C'D',BD\)
Do \(\left. \begin{array}{l} C'D' \bot IP\\ C'D' \bot OI \end{array} \right\} \Rightarrow CD' \bot \left( {FMP} \right),\left( {FMP} \right) \equiv \left( {OIP} \right)\)
Kẻ \(NM//C'D'(N \in AA'D'D) \Rightarrow NM \bot \left( {FMP} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} NM \bot MP\\ NM \bot MF \end{array} \right.\)
Do đó góc tạo bởi mặt phẳng \(\left( MC'D' \right)\) và \(\left( MAB \right)\) bằng góc \({{180}^{0}}-\widehat{FMP}\)
Đặt độ dài cạnh của hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ là a.
Ta có: \(MI=\frac{a}{6},IP=\frac{a}{2},FP=AD'=a\sqrt{2}.\)
Áp dụng pitago cho tam giác vuông \(MIP:MP=\sqrt{M{{I}^{2}}+P{{I}^{2}}}=\frac{a\sqrt{10}}{6}\)
Ta có: \(MQ=\frac{5a}{6},QF=\frac{a}{2}\), áp dụng pitago cho tam giác vuông
\(MQF:MF=\sqrt{M{{Q}^{2}}+Q{{F}^{2}}}=\frac{a\sqrt{34}}{6}\)
Áp dụng định lí hàm số côsin cho tam giác \(MFP\)
\(\cos \widehat{FMP}=\frac{M{{F}^{2}}+M{{P}^{2}}-F{{P}^{2}}}{2MF.MP}=-\frac{7\sqrt{85}}{85}\)
Vậy côsin góc tạo bởi hai mặt phẳng \(\left( MC'D' \right)\) và \(\left( MAB \right)\) bằng \(\frac{7\sqrt{85}}{85}.\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Chuyên Bắc Ninh lần 3