Quảng cáo
2 câu trả lời 630
Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện theo các bước sau:
* **Xác định các yếu tố hình học:**
* S.ABCD là hình chóp có đáy ABCD và đỉnh S.
* SA⊥(ABCD), nghĩa là SA vuông góc với mặt phẳng chứa đáy ABCD.
* Đáy ABCD là tam giác cân tại B, nghĩa là BA=BC.
* H là trung điểm của AC.
* K là trung điểm của SC.
* **Xác định góc giữa hai đường thẳng BH và SC:**
* Vì H là trung điểm của AC, trong tam giác cân ABC, BH là đường trung tuyến đồng thời là đường cao. Suy ra, BH⊥AC.
* Xét tam giác SAC, K là trung điểm của SC, H là trung điểm của AC, vậy HK là đường trung bình của tam giác SAC. Do đó, HK//SA.
* Vì SA⊥(ABCD), suy ra HK⊥(ABCD), do đó HK⊥AC và HK⊥BH.
* Vì HK//SA, góc giữa BH và SC bằng góc giữa BH và HK. Do HK⊥BH, góc này bằng 90∘.
* **Kết luận:**
* Góc giữa hai đường thẳng BH và SC là 90∘.
Để xác định góc giữa hai đường thẳng BH và SC trong hình chóp S.ABCD, trước hết, ta cần thiết lập các điểm và tập hợp các vector liên quan đến bài toán.
Bước 1: Xác định tọa độ các điểm
Giả sử tam giác đáy ABCD nằm trong mặt phẳng z=0. Do ABCD là một tam giác cân tại B, ta có thể chọn các điểm như sau:
- B(0,0,0) (điểm đỉnh của tam giác cân)
- A(−a,−b,0) (một đỉnh của đáy)
- C(a,−b,0) (đỉnh còn lại của đáy)
- D(0,h,0) (điểm đáy phía trên)
Với A và C cùng cao độ z=0 và D nằm ở một vị trí khác. Để đơn giản hơn, ta có thể đặt D(0,h,0).
Điều này dẫn đến:
- Chord SA ở S(0,0,1)
Ta cần xác định góc giữa hai đường thẳng BH và SC.
Bước 2: Tính toán các điểm H và K
- Điểm H: Trung điểm của AC:
H=(−a+a2,−b−b2,0)=(0,−b,0)
- Điểm K: Trung điểm của SC:
K=(0+a2,0−b2,1+02)=(a2,−b2,12)
Bước 3: Tính vector BH và SC
- Vector →BH:
→BH=H−B=(0,−b,0)−(0,0,0)=(0,−b,0)
- Vector →SC:
→SC=C−S=(a,−b,0)−(0,0,1)=(a,−b,−1)
Bước 4: Tính góc giữa hai vector
Góc θ giữa hai vector a và b được tính bằng công thức:
cos(θ)=a⋅b|a||b|
Tính tích vô hướng:
→BH⋅→SC=(0,−b,0)⋅(a,−b,−1)=0⋅a+(−b)(−b)+0⋅(−1)=b2
Tính độ dài của các vector:
|→BH|=√02+(−b)2+02=b
|→SC|=√a2+(−b)2+(−1)2=√a2+b2+1
Bước 5: Tính góc
Áp dụng vào công thức:
cos(θ)=b2b√a2+b2+1=b√a2+b2+1
Vậy, của hai đường thẳng BH và SC được tính như trên, góc giữa chúng là:
θ=cos−1(b√a2+b2+1)
Kết luận
Chúng ta có thể chỉ ra rằng góc θ là góc giữa các đường thẳng BH và SC trong hình chóp S.ABCD.
Mặc dù cụ thể các cạnh không được biết nhưng quy trình tính toán là như nhau.
Quảng cáo