Quảng cáo
2 câu trả lời 209
Giả sử đặt hệ trục tọa độ sao cho:
- \( A \left( -\frac{a}{2}, -\frac{a\sqrt{3}}{6}, 0 \right) \),
- \( B \left( \frac{a}{2}, -\frac{a\sqrt{3}}{6}, 0 \right) \),
- \( C \left( 0, \frac{a\sqrt{3}}{3}, 0 \right) \),
- \( S(0, 0, 4a) \) (vì \( SB \perp (ABC) \)).
Tọa độ \( SC \) là:
\[
\overrightarrow{SC} = C - S = \left( 0 - 0, \frac{a\sqrt{3}}{3} - 0, 0 - 4a \right) = (0, \frac{a\sqrt{3}}{3}, -4a)
\]
Góc giữa đường thẳng \( SC \) và mặt đáy \( (ABC) \) chính là góc giữa véc-tơ \( \overrightarrow{SC} \) và véc-tơ pháp tuyến của mặt đáy \( (ABC) \), tức là véc-tơ \( \mathbf{k} = (0, 0, 1) \).
Sử dụng công thức góc giữa hai véc-tơ:
\[
\cos \theta = \frac{|\overrightarrow{SC} \cdot \mathbf{k}|}{\|\overrightarrow{SC}\| \cdot \|\mathbf{k}\|}
\]
Tích vô hướng:
\[
\overrightarrow{SC} \cdot \mathbf{k} = 0 \cdot 0 + \frac{a\sqrt{3}}{3} \cdot 0 + (-4a) \cdot 1 = -4a
\]
Độ dài các véc-tơ:
\[
\|\overrightarrow{SC}\| = \sqrt{0^2 + \left(\frac{a\sqrt{3}}{3}\right)^2 + (-4a)^2}
\]
\[
= \sqrt{0 + \frac{a^2 \cdot 3}{9} + 16a^2}
\]
\[
= \sqrt{\frac{3a^2}{9} + 16a^2} = \sqrt{\frac{3a^2}{9} + \frac{144a^2}{9}}
\]
\[
= \sqrt{\frac{147a^2}{9}} = \frac{\sqrt{147} a}{3} = \frac{7a}{3}
\]
\[
\|\mathbf{k}\| = 1
\]
Từ đó:
\[
\cos \theta = \frac{| -4a |}{\frac{7a}{3} \times 1} = \frac{4a}{\frac{7a}{3}} = \frac{4a \times 3}{7a} = \frac{12}{7}
\]
Góc \( \theta \) thỏa mãn:
\[
\cos \theta = \frac{12}{13}
\]
Suy ra:
\[
\theta = \cos^{-1} \frac{12}{13}
\]
Vậy số đo góc giữa đường thẳng \( SC \) và mặt đáy là \( \theta = \cos^{-1} \frac{12}{13} \)
Giải:
Tọa độ các điểm:
$\left(\frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{2}, 0\right), S(0,0,4a)S(0, 0, 4a)$
Vecto SC:
$\vec{SC} = \left( \frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{2}, -4a \right)$
Vecto pháp tuyến của mặt đáy SB:
$\vec{SB} = (a, 0, -4a)$
Tính góc giữa SC và mặt đáy:
$\cos \theta = \frac{\vec{SC} \cdot \vec{SB}}{|\vec{SC}| |\vec{SB}|}$
$\vec{SC} \cdot \vec{SB} = \frac{a^2}{2} + 16a^2 = \frac{33a^2}{2}$
$\vec{SC}| = a\sqrt{17}$, $\vec{SB}| = a\sqrt{17}$
$\cos \theta = \frac{\frac{33a^2}{2}}{17a^2} = \frac{33}{34}$
Kết quả:
$\theta = \cos^{-1} \left( \frac{33}{34} \right) \approx 18.19^\circ$
Góc giữa đường thẳng SC và mặt đáy là 18.19°
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
135709 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
76766 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
72420 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47919
