Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyên Đề 02 hình học không gian
LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn I. TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA HAI VÉC TƠ TRONG KHÔNG GIAN 1) Góc giữa hai véc tơ Giả sử ta có ( ) ( ) ; ; = → = = = AB u u v AB AC BAC AC v , v ớ i 0 180 . ≤ ≤ o o BAC 2) Tích vô hướng của hai véc tơ Gi ả s ử ta có ( ) . . . .cos . = → = = = AB u u v AB AC AB AC AB AC AC v Nh ậ n xét: + Khi 0 . 0 0 = → = = u u v v + Khi ( ) 0 ; 0 ↑↑ → = u v u v + Khi ( ) 0 ; 180 ↑↓ → = u v u v + Khi . 0 ⊥ ←→ = u v u v Ví dụ 1. Cho tứ diện đều ABCD cạnh a. a) Tính góc giữa hai véc tơ ( ) ; . AB BC b) Gọ i I là trung đ i ể m c ủ a AB. Tính góc gi ữ a hai véc t ơ ( ) ; . CI AC H ướ ng d ẫ n gi ả i: a) S ử d ụ ng công th ứ c tính góc gi ữ a hai véc t ơ ta đượ c ( ) ( ) 2 . . . cos ; , 1 . . . = = = AB BC AB BC AB BC AB BC AB BC a AB BC Xét ( ) . . . . = + = + AB BC AB BA AC AB BA AB AC Mà ( ) ( ) 0 2 2 0 . . .cos . . .cos180 . . .cos . . .cos60 2 = = = − = = = AB BA AB BA AB BA a a a a AB AC AB AC AB AC a a 2 2 2 . . 2 2 → = − + = − a a AB BC a ( ) ( ) ( ) 2 0 2 1 2 1 cos ; ; 120 . 2 − ⇔ = = − → = a AB BC AB BC a V ậ y ( ) ; 120 . = o AB BC b) Ta có ( ) . . cos ; . . = = CI AC CI AC CI AC CI AC CI AC T ứ di ệ n ABCD đề u c ạ nh a, CI là trung tuy ế n c ủ a tam giác đề u ABC nên ( ) ( ) 2 3 . cos ; , 2 . 2 3 2 = → = a CI AC CI CI AC a Ta có ( ) . . . .= + = + CI AC CI AI IC CI AI CI IC Do ∆ ABC đề u nên . 0. ⊥ ⇔ = CI AI CI AI Tài liệu tham khảo: 01. GÓC GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG Thầy Đặng Việt Hùng LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Đồng thời, ( ) 2 2 2 0 3 3 3 3 3 . . .cos ; . .cos180 . 0 . 2 2 4 4 4 = = = − → = − = − a a a a a CI IC CI IC CI IC CI AC Thay vào (2) ta đượ c ( ) ( ) ( ) 2 0 2 3 3 4 2 cos ; ; 150 . 2 3 2 − ⇔ = = − → = a CI AC CI AC a V ậ y ( ) 0 ; 150 . = CI AC Ví dụ 2. Cho hình chóp S.ABC có SA, SB, SC đôi một vuông góc và SA = SB = SC = a. Gọi M là trung điểm của AB. a) Biểu diễn các véc tơ SM và BC theo các véc tơ ; ; . SA SB SC b) Tính góc ( ) ; . SM BC Hướng dẫn giải: a) Sử dụng quy tắc trung tuyến và quy tắc trừ hai véc tơ ta được ( ) 1 2 2 = + + = ←→ = + = − SM SA SB SA SB SM BC BS SC BC SC SB b) ( ) ( ) . . cos ; , 1 . . . = = SM BC SM BC SM BC SM BC SM BC Mà SA, SB, SC đ ôi m ộ t vuông góc nên . 0 . 0 . 0 = = = SA SB SA SC SB SC Tam giác SAB và SBC vuông t ạ i S nên theo đị nh lý Pitago ta đượ c 2 2 1 2 2 2 = = = → = = BC a AB BC a a SM AB Theo câu a, ( ) ( ) 2 2 0 0 0 1 1 1 . . . . . . 2 2 2 2 = + − = − + − = − = − a SM BC SA SB SC SB SA SC SA SB SB SC SB SB SB Thay vào (1) ta đượ c ( ) ( ) 2 0 . 1 2 cos ; ; 120 . . 2 2 . 2 2 − = = = − → = a SM BC SM BC SM BC SM BC a a II. GÓC GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG 1) Khái ni ệ m véc t ơ ch ỉ ph ươ ng c ủ a đườ ng th ẳ ng M ộ t véc t ơ u 0 ≠ mà có ph ươ ng song song ho ặ c trùng v ớ i d đượ c g ọ i là véc t ơ ch ỉ ph ươ ng c ủ a đườ ng th ẳ ng d. 2) Góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng Khái ni ệ m: Góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng a và b là góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng a ′ ; b ′ l ầ n l ượ t song song v ớ i a; b. Kí hi ệ u ( ) a;b . T ừ đị nh ngh ĩ a ta có s ơ đồ ( ) ( ) a//a a;b a ;b b// b ′ ′ ′ → = ′ Nh ậ n xét: + Giả sử a, b có véc tơ chỉ phương tương ứng là u; v và ( ) u; v φ. = Khi đó, ( ) ( ) o o o o o a; b φ ; 0 φ 90 a; b 180 φ ; 90 φ 180 = ≤ ≤ = − < ≤ + Nếu a // b hoặc a ≡ b thì ( ) o a; b 0 . = LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Các xác định góc giữa hai đường thẳng: Phương án 1 (sử dụng định nghĩa) Phương án 2 Tạo ra các đường ( ) ( ) a // a a,b a ,b b // b ′ ′ ′ → = ′ - Lấy một điểm O bất kì thuộc a - Qua O, d ựng đường // b ( ) ( ) a,b a, → = ∆ Chú ý: Các phương pháp tính toán góc giữa hai đường thẳng: N ế u góc thu ộ c tam giác vuông thì dùng các công th ứ c tính toán trong tam giác vuông: sin, cosin, tan, cot. N ế u góc thu ộ c tam giác th ườ ng thì s ử d ụ ng đị nh lý hàm s ố cosin trong tam giác ABC : 2 2 2 2 2 2 2 cos cos . 2 + − = + − → = b c a a b c bc A A bc Ví dụ 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, các tam giác SAB, SAD, SAC là các tam giác vuông tại A. Biết = = = 3; ; 3 . SA a AB a AD a Tính góc gi ữ a các đườ ng th ẳ ng sau: a) SD và BC. b) SB và CD. c) SC và BD. H ướ ng d ẫ n gi ả i: a) Tính góc gi ữ a SD và BC Để xác đị nh góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng SD và BC ta s ử d ụ ng ph ươ ng án 2, tìm đườ ng th ẳ ng song song v ớ i m ộ t trong hai đườ ng th ẳ ng SD, BC và song song v ớ i m ộ t đườ ng còn l ạ i. Ta d ễ nh ậ n th ấ y AD // BC. Khi đ ó ( ) ( ) o SDA SD;BC SD;AD 180 SDA = = − Xét ∆ SAD: o SA 3 tanSDA SDA 30 . AD 3 = = → = V ậ y ( ) o SD;BC 30 . = b) Tính góc gi ữ a SB và CD T ươ ng t ự , ( ) ( ) o SBA CD//AB SB;CD SB;AB 180 SBA → = = − Xét ∆ SAB: o SA tanSBA 3 SDA 60 . AB = = → = V ậy ( ) o SB;CD 60 . = c) Tính góc gi ữ a SC và BD Gọi O là tâm của hình chữ nhật ABCD, I là trung điểm của SA. Trong ∆SAC có ( ) ( ) o IOB OI//SC SC;BD OI;BD 180 IOB → = = − Áp dụng định lý Pitago cho tam giác vuông ABI: 2 2 2 2 a 3 a 7 IB IA AB a 2 2 = + = + = ABCD là hình chữ nhật nên 2 2 2 2 a 10 BD AB AD a 9a a 10 OB OA 2 = + = + = → = = Áp dụng định lý Pitago cho tam giác vuông ABO: 2 2 2 2 a 3 a 10 a 13 IO IA AO 2 2 2 = + = + = LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Khi đó, theo định lý hàm số cosin cho ∆IOB ta được: 2 2 2 2 2 2 13a 10a 7a OI OB IB 8 4 4 4 cosIOB 2.OI.OB a 13 a 10 130 2. . 2 2 + − + − = = = ( ) 8 IOB arccos SC;BD . 130 → = = V ậ y ( ) 8 SC;BD arccos . 130 = Ví dụ 2. Cho tứ diện ABCD, gọi M, N là trung điểm của BC, AD. Biết = = = 2 , 3. AB CD a MN a Tính góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng AB và CD. Hướng dẫn giải: Do AB và CD là các c ạ nh c ủ a t ứ di ệ n nên chúng chéo nhau, để xác đị nh góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng AB và CD ta t ạ o các đườ ng th ẳ ng t ươ ng ứ ng song song v ớ i AB, CD và chúng c ắ t nhau. G ọ i P là trung đ i ể m c ủ a AC, khi đ ó MP // AB, NP // CD ( ) ( ) o MPN AB,CD MP,NP 180 MPN → = = − Do MP, NP là các đườ ng trung bình nên ta có MP = NP = a. Áp d ụ ng đị nh lý hàm s ố cosin trong ∆MPN ta đượ c ( ) 2 2 2 2 2 o o MP NP MN 2a 3a 1 cosMPN 2MP.NP 2.a.a 2 MPN 120 MP,NP 60 + − − = = = − → = ⇔ = V ậ y ( ) o AB,CD 60 . = Nhận xét: Ngoài vi ệ c kh ở i t ạ o P nh ư trên ta c ũ ng có th ể l ấ y đ i ể m P là trung đ i ể m c ủ a BD, cách gi ả i khi đ ó c ũ ng t ươ ng t ự . Ví d ụ 3. Cho hình chóp S.ABCD có đ áy là hình thang vuông t ạ i A và D, AD = DC = a, AB = 2a. SA vuông góc v ớ i AB và AD, = 2 3 3 a SA . Tính góc c ủ a 2 đườ ng th ẳ ng a) DC và SB. b) SD và BC. Hướng dẫn giải: LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn a) ( ) ( ) Do DC// AB DC,SB AB,SB α → = = Tam giác SAB vuông t ạ i A nên α là góc nh ọ n, khi đ ó o 2a 3 SA 3 3 tan α α 30 AB 2a 3 = = = → = Vậy góc giữa hai đường thẳng DC và SB bằng 30 o . b) Gọi I là trung điểm của AB, khi đó AI = a. Tứ giác ADCI là hình bình hành (do AI // DC), có AI = AD = a nên là hình thoi. Lại có góc A, D vuông nên ADCI là hình vuông cạnh a DI a 2. → = mặt khác, tứ giác BIDC là hình bình hành (do cặp cạnh DC và BI song song và bằng nhau) nên BC // DI. Khi đó, ( ) ( ) SD,BC SD,DI β = = . Tam giác SAI vuông tại A nên 2 2 2 2 2 2 2a 3 7a SI SA AI a 3 3 = + = + = Tam giác SAD vuông t ạ i A nên 2 2 2 2 2 2 2a 3 7a SD SA AD a 3 3 = + = + = Áp d ụ ng đị nh lý hàm s ố cosin trong tam giác SDI ta đượ c 2 2 2 2 SD DI SI 2a 3 cosSDI 2SD.DI a 21 42 2. .a 2 3 + − = = = Do cosSDI 0 > nên góc SDI là góc nh ọ n 3 β SDI arccos . 42 → = = BÀI TẬP LUYỆN TẬP: Cho t ứ di ệ n đề u ABCD c ạ nh a , g ọ i I là trung đ i ể m c ạ nh AD . Tính góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng AB và CI . Đ/s: ( ) 3 ; arccos . 6 = AB CI Cho t ứ di ệ n ABCD. G ọ i M, N, P l ầ n l ượ t là trung đ i ể m c ủ a BC, AD và AC. Bi ế t 2 , 2 2, 5. = = =AB a CD a MN a Tính góc gi ữ a hai đườ ng th ẳ ng AB và CD. Cho hình chóp S.ABC có SA = SB = SC = AB = AC = a và 2. =BC a Tính góc giữa ( ) , SC AB , từ đó suy ra góc giữa SC và AB. III. HAI ĐƯỜNG THẲNG VUÔNG GÓC Hai đường thẳng a, b được gọi là vuông góc với nhau nếu ( ) ; 90 . o a b a b = ←→ ⊥ Chú ý: Các ph ươ ng pháp ch ứ ng minh a ⊥ b: Chứng minh ( ) o a; b 90 = Chứng minh hai véc tơ chỉ phương của hai đường thẳng vuông góc với nhau, u.v 0. = Chứng minh hai đường thẳng có quan hệ theo định lý Pitago, trung tuyến tam giác cân, đều Ví dụ 1. Cho tứ diện ABCD trong đó = = = = = = o o o AB AC AD a, BAC 60 , BAD 60 , CAD 90 . G ọ i I và J l ầ n l ượ t là trung đ i ể m c ủ a AB và CD. a) Ch ứ ng minh r ằ ng IJ vuông góc v ớ i c ả hai đườ ng AB và CD. b) Tính độ dài IJ. H ướ ng d ẫ n gi ả i: LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn a) Từ giả thiết ta dễ dàng suy ra tam giác ABC, ABD đều, ∆ACD vuông cân tại A. Từ đó BC BD a,CD a 2 = = = →∆BCD vuông cân t ạ i B. Chứng minh IJ vuông góc với AB Do các ∆ACD, ∆BCD vuông cân t ạ i A, B nên 1 AJ CD 2 AJ BJ IJ AB. 1 BJ CD 2 = → = ⇔ ⊥ = Chứng minh IJ vuông góc với CD Do các ∆ACD, ∆BCD đề u nên CI = DI → IJ ⊥CD. b) Áp d ụ ng đị nh lý Pitago cho ∆AIJ vuông t ạ i I ta đượ c 2 2 2 2 a 2 a a IJ AJ AI 2 4 2 = − = − = V ậ y IJ = a/2. Ví dụ 2. Cho hình chóp tam giác S.ABC có SA = SB = SC và = = ASB BSC CSA. Ch ứ ng minh r ằ ng SA ⊥ ⊥⊥ ⊥ BC, SB ⊥ ⊥⊥ ⊥ AC, SC ⊥ ⊥⊥ ⊥ AB. Hướng dẫn giải: Ch ứ ng minh: SA ⊥ BC. Xét ( ) SA.BC SA. SC SB SA.SC SA.SB = − = − Mà ( ) ( ) SA.SC SA.SC.cos SA;SC SA.SB SA.SB.cos SA;SB SA.SC SA.SB SA.SC SA.SB 0 SA.BC 0 SA BC SA SB SC ASB BSC CSA = = → = ⇔ − = ←→ = ⇔ ⊥ = = = = Chứng minh tương tự ta cũng được SB ⊥ AC, SC ⊥ AB Ví d ụ 3. Cho t ứ di ệ n đề u ABCD , c ạ nh b ằ ng a . G ọ i O là tâm đườ ng tròn ngo ạ i ti ế p ∆ ∆∆ ∆BCD . a) Ch ứ ng minh AO vuông góc v ớ i CD . b) G ọ i M là trung đ i ể m c ủ a CD . Tính góc gi ữ a BC và AM . AC và BM . Hướng dẫn giải: a) Sử dụng phương pháp dùng tích vô hướng Gọi M là trung điểm của CD. Ta có ( ) AO.CD AM MO .CD AM.CD MO.CD = + = + Do ABCD là t ứ diện đều nên AM ⊥ CD và O là tâm đáy (hay O là giao điểm của ba đường cao). Khi đó AM CD AM.CD 0 AO.CD 0 AO CD. MO CD MO.CD 0 ⊥ = ⇔ → = ⇔ ⊥ ⊥ = b) Xác định góc giữa BC và AM; AC và BM Xác định góc giữa BC và AM: Gọi I là trung điểm của BD → MI // BC. T ừ đó ( ) ( ) AMI BC;AM MI;AM 180 AMI = = − Áp d ụ ng đị nh lý hàm s ố cosin trong ∆AMI ta đượ c ( ) 2 2 2 AM MI AI cosAMI , 1 . 2.AM.MI + − = Các ∆ABD, ∆ACD đề u, có c ạ nh a nên a 3 AI AM . 2 = = LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn MI là đường trung bình nên MI = a/2. Từ đó ( ) ( ) 2 2 2 a 3a 3a 1 1 1 4 4 4 1 cosAMI AMI arccos BC;AM arccos . a a 3 2 3 2 3 2 3 2. . 2 2 + − ⇔ = = → = ⇔ = Xác định góc giữa BC và AM: G ọ i J là trung đ i ể m c ủ a AD → MJ // AC. Khi đ ó ( ) ( ) BMJ AC;BM MJ;BM 180 BMJ = = − Các tam giác ABD, BCD là các tam giác đề u c ạ nh a, nên các trung tuy ế n t ươ ng ứ ng a 3 BJ BM 2 = = Do đ ó, 1 AIM BJM AMI BMJ arccos . 2 3 ∆ = ∆ → = = V ậ y ( ) 1 AC;BM arccos . 2 3 = Ví dụ 4. Cho hình lập phương ABCD.A ′ ′′ ′ B ′ ′′ ′ C ′ ′′ ′ D ′ ′′ ′ cạnh a. Đặt ′ = = = AB a,AD b, AA c. a) Tính góc gi ữ a các đườ ng th ẳ ng: ( ) ( ) ( ) ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ AB,B C ; AC,B C ; A C ,B C . b) G ọ i O là tâm c ủ a hình vuông ABCD và I là m ộ t đ i ể m sao cho ′ ′ = + + + + OI OA OA OB OB ′ ′ + + + + OC OC OD OD . Tính khoảng cách từ O đến I theo a. c) Phân tích hai véc tơ ′ AC , BD theo ba véc tơ a, b, c. Từ đó, chứng tỏ rằng AC′ ′′ ′ và BD vuông góc với nhau. d) Trên cạnh DC và BB′ ′′ ′ lấy hai điểm tương ứng M, N sao cho DM = BN = x (với 0 < x < a). Chứng minh rằng AC′ ′′ ′ vuông góc với MN. Hướng dẫn giải: Nhận xét: Để làm t ố t các bài toán liên quan đế n hình l ậ p ph ươ ng ta c ầ n nh ớ m ộ t s ố tính ch ấ t c ơ b ả n c ủ a hình l ậ p ph ươ ng: T ấ t c ả các đườ ng chéo ở các m ặ t c ủ a hình l ậ p ph ươ ng đề u b ằ ng nhau và b ằ ng a 2 (n ế u hình l ậ p ph ươ ng c ạ nh a). Các đ o ạ n th ẳ ng t ạ o b ở i các kích th ướ c c ủ a hình l ậ p ph ươ ng luôn vuông góc v ớ i nhau (dài, r ộ ng, cao). a) Tính góc giữa: ( ) ( ) ( ) ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ AB,B C ; AC,B C ; A C ,B C . Tính ( ) AB,B C ′ ′ : ( ) ( ) o Do B C //BC AB,B C AB,BC 90 . ′ ′ ′ ′ → = = Tính ( ) AC,B C ′ ′ : ( ) ( ) o ACB Do B C //BC AC,B C AC,BC 180 ACB ′ ′ ′ ′ → = = − ABCD là hình vuông nên ∆ ABC là tam giác vuông cân t ạ i B ( ) o o ACB 45 AC,B C 45 . ′ ′ → = ⇔ = Tính ( ) A C ,B C ′ ′ ′ : ( ) ( ) o ACB Do A C //AC A C ,B C AC,B C 180 ACB ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ → = = ′ − Xét trong tam giác ACB ′ có AC = B ′ C = AB ′ (do đề u là các đườ ng chéo ở các m ặ t hình vuông c ủ a hình l ậ p ph ươ ng). Do đ ó ∆ ACB ′ đề u ( ) o o ACB 60 A C ,B C 60 . ′ ′ ′ ′ → = ⇔ = b) Tính độ dài OI theo a. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Với O là tâm của hình vuông ABCD thì OA OC 0 OA OC OB OD 0 OB OD 0 + = → + + + = + = Khi đ ó OI OA OB OC OD ′ ′ ′ ′ = + + + G ọ i O ′ là tâm c ủ a đ áy A ′ B ′ C ′ D ′ , theo quy t ắ c trung tuy ế n ta có OA OC 2OO OI 4OO OB OD 2OO ′ ′ ′ + = ′ → = ′ ′ ′ + = Kho ả ng cách t ừ O đế n I chính là độ dài véc t ơ OI, t ừ đ ó ta đượ c OI = 4OO ′ = 4a. c) Phân tích hai véc tơ ′ AC , BD theo ba véc t ơ a, b, c. Theo tính ch ấ t c ủ a hình l ậ p ph ươ ng ta d ễ dàng có a.b 0 a.c 0 b.c 0 = = = Phân tích: AC AB BC CC a b c BD BA AD b a ′ ′ = + + = + + = + = − Ch ứ ng minh AC ′ vuông góc v ớ i BD. Xét ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 AC .BD a b c . b a a.b b c.b a a.b c.a b a AD AB 0 AC .BD AC B D. ′ ′ ′ = + + − = + + − − − = − = − = ⇔ ⇔ ⊥ d) Ch ứ ng minh r ằ ng AC ′ ′′ ′ vuông góc v ớ i MN. Ta có phân tích: MN MC CB BN AC AB BC CC = + + ′ ′ = + + ( ) ( ) 0 0 0 0 MN.AC MC CB BN . AB BC CC MC.AB MC.BC MC.CC CB.AB CB.BC CB.CC BN.AB ′ ′ ′ ′ → = + + + + = + + + + + + + 0 0 BN.BC BN.CC MC.AB CB.BC BN.CC ′ ′ + + = + + Mà ( ) ( ) o o 2 2 o MC.AB MC.AB.cos0 a x a CB.BC CB.BC.cos180 a MN.AC a x a a ax 0 MN AC . BN.CC BN.CC .cos0 ax = = − ′ ′ = = − → = − − + = ⇔ ⊥ ′ ′ = = BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình ch ữ nh ậ t v ớ i ; 3 AB a AD a = = , SA = 2a và vuông góc v ớ i đ áy. Tính góc gi ữ a các đườ ng th ẳ ng sau: a) SB và CD b) SD và BC c) SB và AC d) SC và BD Bài 2: Cho hình chóp S.ABCD có đ áy ABCD là hình vuông c ạ nh 2a, hình chi ế u vuông góc c ủ a S xu ố ng m ặ t đ áy là trung đ i ể m H c ủ a AB, bi ế t 3. SH a= G ọ i I là trung đ i ể m c ủ a SD. Tính góc gi ữ a các đườ ng th ẳ ng: a) SC và AB b) SD và BC c) CI và AB d) BD và CI Bài 3: Cho hình chóp S.ABCD có đ áy ABCD là hình thang vuông t ạ i A, B v ớ i AB = 3a, AD = 2a, DC = a. Hình chi ế u vuông góc c ủ a S xu ố ng m ặ t ph ẳ ng (ABCD) là H thu ộ c AB v ớ i AH = 2HB, bi ế t SH = 2a. Tính góc gi ữ a a) SB và CD b) SB và AC LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Ví dụ 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B. Biết SA vuông góc với (ABCD), AB = BC = a; AD = 2a, 3. =SA a Tính góc giữa a) (SB; CD) b) (SC; AB) c) (SD; BC) d) (SB; CK), với K là điểm thuộc đoạn AB sao cho BK = 2KA. Ví dụ 2. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, hình chiếu vuông góc của đỉnh S xuống (ABCD) là điểm H thuộc cạnh AB với 1 . 2 = AH HB Biết 2 ; 3; 2. = = =AB a AD a SH a Tính góc giữa a) (SD; BC) b) (SB; CD) c) (SA; HC) BÀI TẬP TỰ LUYỆN: Bài 1. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, SA vuông góc với đáy. Biết SA = a; AB = a; 2. BC a= Gọi I là trung điểm của BC. a) Tính góc giữa hai đường thẳng (AI; SC) b) Gọi J là trung điểm của SB, N là điểm trên đoạn AB sao cho AN = 2NB. Tính góc giữa hai đường AC và JN. Bài 2. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật có ; 3. AB a AD a= = Hình chiếu vuông góc c ủa đỉnh S xuống (ABCD) là trung điểm H của OD, biết SH = 2a. Tính góc giữa a) (SB; CD) b) (AC; SD) Bài 3. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh 3 a . Hình chiếu vuông góc của đỉnh S xu ống (ABCD) là điểm H thuộc cạnh AB với 1 ; 2. 4 AH AB SH a= = Tính góc gi ữ a a) (SD; BC) b) (SB; AC) c) (SA; BD) d) (SC; BD) Tài li ệ u bài gi ả ng: 02. LUYỆN TẬP VỀ TÍNH GÓC Thầy Đặng Việt Hùng LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn Ví dụ 4. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a. Gọi I là trung điểm của BC. Hình chiếu vuông góc của S xuống mặt phẳng (ABC) là điểm H thuộc AI với 2 0 HI HA + = và 3. SH a= a) Tính góc giữa hai đường thẳng (SA; BC) b) Tính góc giữa hai đường thẳng (AB; SI) Bài 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S xuống (ABCD) là điểm H thuộc cạnh AC với 1 ; 2 . 4 AH AC SH a = = Tính góc gi ữ a a) (SA; CD) b) (SC; BD) c) (SB; AD) d) (SA; BD) Bài 6. Cho hình chóp S.ABCD có đ áy ABCD là hình vuông c ạ nh 2a, hình chi ế u vuông góc c ủ a đỉ nh S xu ố ng (ABCD) là trung đ i ể m H c ủ a AB. Bi ế t 3. SH a= Tính góc gi ữ a a) (SA; BC) b) (SB; CD) c) (SA; CD) d) (SB; MN), v ớ i M và N là trung đ i ể m c ủ a BC; CD. e) (SC; MN), v ớ i M, N nh ư trên. Bài 7. Cho hình chóp S.ABC có đ áy ABC là tam giác đề u c ạ nh a. Hình chi ế u vuông góc c ủ a S xu ố ng (ABC) là đ i ể m H thu ộ c AB sao cho 1 . 3 AH AB = Bi ế t di ệ n tích tam giác SAB b ằ ng 2 3 . 2 a Tính góc gi ữ a a) (SA; BC) b) (SB; AC) [...]... khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian a) Tính góc giữa hai mặt phẳng (SAC) và (SBC) b) Tính góc giữa 2 mặt phẳng (SEF) và (SBC) Đ/s: a) ( ( SAC ), ( SBC ) ) = 600 b) cos(( SEF ), ( SBC )) = Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! 3 10 www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài... gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Bài 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi tâm O Gọi I, J lần lượt là trung điểm AB, BC Biết SA = SC, SB = SD Chứng minh rằng a) SO ⊥ (ABCD) b) IJ ⊥ (SBD) Bài 3: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O và có cạnh SA ⊥ (ABCD) Gọi H, I, K lần lượt là hình chiếu vuông... AD sao cho AE = a Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài liệu bài giảng: 06 KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN – P5 Thầy Đặng Việt Hùng II KHOẢNG CÁCH GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG CHÉO NHAU Dạng 2 Hai đường thẳng d1 và d2 bất kỳ Ví dụ điển hình: Cho hình chóp tứ giác SABCD, đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA vuông góc với (ABCD)... (ABD) Ví dụ 4 Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại C, SAC là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với (ABC) Gọi I là trung điểm của SC a) Chứng minh (SBC) ⊥ (SAC) Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian b) Chứng minh (ABI) ⊥ (SBC) Ví dụ 5 Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a... Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài liệu bài giảng: 06 KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN – P1 Thầy Đặng Việt Hùng I KHOẢNG CÁCH TỪ MỘT ĐIỀM TỚI MỘT MẶT PHẲNG Dạng 1 Khoảng cách từ điểm A tới mặt phẳng (P) chứa đường cao Ví dụ 1 Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B với AB = 2a; BC = 3a ; AD = 3a Hình chiếu vuông góc của S lên... SHD ) = 3a 85 Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài liệu bài giảng: 06 KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN – P2 Thầy Đặng Việt Hùng I KHOẢNG CÁCH TỪ MỘT ĐIỀM TỚI MỘT MẶT PHẲNG Dạng 2 Khoảng cách từ H tới mặt phẳng (P), với H là chân đường cao Ví dụ 1 Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, tâm O, cạnh a 2 Biết... gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian a // ( P ) d ⊥ a Viết dạng mệnh đề: → d ⊥ ( P ) a ⊂ ( P ) + Hệ quả 5: Nếu đường thẳng d có hình chiếu vuông góc xuống (P) là d’; đường thẳng a nằm trong (P) vuông góc với d khi và chỉ khi a vuông góc với d’ Ví dụ 1 Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh... thẳng SH và BD c) giữa hai đường thẳng BC và SA Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài liệu bài giảng: 06 KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN – P6 Thầy Đặng Việt Hùng III LUYỆN TẬP VỀ KHOẢNG CÁCH ĐIỂM Ví dụ 1: Cho hình chóp tứ giác SABCD, đáy ABCD là hình thang vuông tại A, D với AB = 3a; CD = 2a và AD = 3a Gọi O là... (SBC) b) Tính khoảng cách từ C đến mặt phẳng (SAB) Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian Tài liệu bài giảng: 06 KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN – P7 Thầy Đặng Việt Hùng IV LUYỆN TẬP VỀ KHOẢNG CÁCH ĐƯỜNG Ví dụ 1: Cho hình chóp tứ giác SABCD, đáy ABCD là hình chữ nhật với với AB = a 3 ; AD = 3a Gọi M là một điểm trên BC sao... của hình chóp là β = arctan 3 ( ) Ví dụ 5 Cho hình vuông ABCD cạnh a, dựng SA = a 3 và vuông góc với (ABCD) Tính góc giữa các mặt phẳng sau: a) (SAB) và (ABC) b) (SBD) và (ABD) c) (SAB) và (SCD) Hướng dẫn giải: Tham gia khóa TOÁN 2014 để đạt 9 điểm Toán! www.moon.vn LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN TOÁN – Thầy Hùng Chuyên đề Hình học không gian a) Gọi O là giao điểm của hai đường chéo AC, BD trong hình