Lớp 11 Toán 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống

Luyện tập Hai đường thẳng vuông góc KNTT

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao
  • Bài kiểm tra này bao gồm 15 câu
  • Điểm số bài kiểm tra: 15 điểm
  • Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
  • Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu
Bắt đầu làm bài
00:00:00
  • Câu 1: Thông hiểu
    Tính góc giữa MN và SC

    Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a , độ dài cạnh bên bằng a . Gọi M,N lần lượt là trung điểm của các cạnh SA và BC . Góc giữa MN và SC bằng:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Gọi P là trung điểm của SB

    Ta có: SC//NP \Rightarrow (MN,SC) = (MN,NP) = \widehat{MNP}

    Mà MP = \frac{1}{2}AB = \frac{a}{2};NP = \frac{1}{2}SC = \frac{a}{2}

    MC^{2} = \frac{2\left( SC^{2} + AC^{2} ight) - SA^{2}}{4}

    = \frac{2\left( a^{2} + 2a^{2} ight) - a^{2}}{4} = \frac{5a^{2}}{4}

    MB = \frac{a\sqrt{3}}{2}

    MN^{2} = \frac{2\left( MC^{2} + MB^{2} ight) - BC^{2}}{4}

    = \dfrac{2\left( \dfrac{5a}{4}^{2} +\dfrac{3a}{4}^{2} ight) - a^{2}}{4} = \dfrac{3a^{2}}{4}

    \Rightarrow \cos\widehat{MNP} = \frac{NP^{2} + MN^{2} - MP^{2}}{2NP.MN}

    = \dfrac{MN}{2NP} =\dfrac{\dfrac{a\sqrt{3}}{2}}{2.\dfrac{a}{2}} =\dfrac{\sqrt{3}}{2}

    \Rightarrow \widehat{MNP} = 30^{0}

  • Câu 2: Vận dụng
    Tìm độ dài cạnh MN

    Cho tứ diện ABCD có AB = CD = a, trung điểm các cạnh AD,BC lần lượt là M,N. Xác định độ dài đoạn thẳng MN để góc giữa hai đường thẳng AB và MN bằng 30^{0}.

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Gọi P là trung điểm của AC

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}NP//AB \\MP//CD \\NP = NP = \dfrac{a}{2} \\\end{matrix} ight.\ \Rightarrow (AB,CD) = (NP,MN)

    \cos\widehat{MNP} = \frac{MN^{2} + NP^{2} - MP^{2}}{2MN.NP}

    = \dfrac{MN^{2} + \dfrac{a}{4}^{2} -\dfrac{a}{4}^{2}}{2MN.\dfrac{a}{2}} = \dfrac{MN}{a}

    (AB,MN) = 30^{0} \Rightarrow \left\{ \begin{matrix} \widehat{MNP} = 30^{0} \\ \widehat{MNP} = 150^{0} \\ \end{matrix} ight.

    \widehat{MNP} = 30^{0} \Rightarrow \frac{MN}{a} = \frac{\sqrt{3}}{2} \Rightarrow MN = \frac{a\sqrt{3}}{2}(TM)

    \widehat{MNP} = 150^{0} \Rightarrow \frac{MN}{a} = - \frac{\sqrt{3}}{2} \Rightarrow MN = - \frac{a\sqrt{3}}{2}(KTM)

  • Câu 3: Thông hiểu
    Tính góc giữa hai đường thẳng

    Cho hình lăng trụ đứng tam giác ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác cân, AB = AC = a,\widehat{BAC} = 120^{0} và cạnh bên AA' = a\sqrt{2}. Tính góc giữa hai đường thẳng AB' và BC?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: BC//B'C' \Rightarrow (AB',BC) = (AB',B'C')

    Xét tam giác AB'C' ta có: AB' = AC' = \sqrt{AB^{2} + BB'^{2}} = a\sqrt{3}

    Áp dụng định lí cosin cho tam giác ABC ta có:

    BC^{2} = AB^{2} + AC^{2} - 2AB.AC.cos\widehat{BAC}

    = a^{2} + a^{2} - 2a.a.cos120^{0} = 3a^{2}

    \Rightarrow BC = B'C' = a\sqrt{3}

    Vậy tam giác AB'C' đều

    \Rightarrow (AB',BC) = (AB',B'C') = \widehat{AB'C'} = 60^{0}

  • Câu 4: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh bằng a và cạnh bên đều bằng a . Gọi M;N lần lượt là trung điểm của AD;SD . Khi đó (MN,SC) bằng:

    Hướng dẫn:

    Ta có: MN//SA \Rightarrow (MN,SC) = (SA,SC)

    Lại có AC = a\sqrt{2}

    Xét tam giác SAC có AC^{2} = SA^{2} + SC^{2}

    Theo định lí Pythagore đảo suy ra tam giác SAC vuông tại S

    Suy ra \widehat{ASC} = 90^{0} hay (MN,SC) = (SA,SC) = 90^{0}

  • Câu 5: Thông hiểu
    Tính cosin góc giữa hai đường thẳng

    Cho hình chóp S.ABCDcó đáy ABCD là hình vuông tâm O cạnh bằng a và SA = a\sqrt{3} vuông góc với đáy. Tính cosin góc giữa SB;AC.

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh hoạ

    Gọi I là trung điểm của SD

    => OI là đường trung bình tam giác SBD

    Suy ra \left\{ \begin{matrix}OI//SB \\OI = \dfrac{SB}{2} = \dfrac{\sqrt{SA^{2} + AB^{2}}}{2} = a \\\end{matrix} ight.

    Ta có: AI = \frac{SD}{2} = \frac{\sqrt{SA^{2} + AD^{2}}}{2} = a

    \Rightarrow AI = OI nên tam giác AOI cân tại I

    Gọi H là tung điểm của OA \Rightarrow\left\{ \begin{matrix}IH\bot OA \\OH = \dfrac{OA}{2} = \dfrac{AC}{4} = \dfrac{a\sqrt{2}}{4} \\\end{matrix} ight.

    Xét tam giác OHI có:

    \cos\widehat{HOI} = \dfrac{OH}{OI} =\dfrac{\dfrac{a\sqrt{2}}{4}}{a} = \dfrac{\sqrt{2}}{4}

    \cos(SB,AC) = \cos\widehat{HOI} = \frac{\sqrt{2}}{4}

  • Câu 6: Thông hiểu
    Tính số đo góc

    Cho hình chóp S.ABC có BC = a\sqrt{2}, các cạnh còn lại đều bằng a. Góc giữa hai đường thẳng SB và AC bằng:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: AB^{2} + AC^{2} = BC^{2}

    Suy ra tam giác ABC vuông tại A.

    Gọi H, M, N lần lượt là trung điểm của AB, AB, SA

    \Rightarrow \left\{ \begin{matrix} MN//SB \\ MH//AC \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow (SB,AC) = (MN,MH)

    \left\{ \begin{matrix}MN = \dfrac{SB}{2} = \dfrac{a}{2} \\NH = \dfrac{AC}{2} = \dfrac{a}{2} \\AH = \dfrac{BC}{2} = \dfrac{a\sqrt{2}}{2} \\\end{matrix} ight.

    Xét tam giác SBC có: SB = SC nên SH\bot BC \Rightarrow SH = \sqrt{SB^{2} - HB^{2}} = \frac{a\sqrt{2}}{2}

    Lại H là tam đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC

    Mà SA = SB = SC = a nên SH\bot(ABC)

    Suy ra tam giác SAH vuông cân tại H

    HN = \frac{SA}{2} = \frac{a}{2}

    Do đó tam giác MHN cạnh \frac{a}{2}. Góc cần tìm bằng 60^{0}

  • Câu 7: Thông hiểu
    Tính góc giữa hai đường thẳng

    Cho tứ diện ABCD có 3CD = 4AB. Gọi trung điểm của các cạnh BC,AC,DB lần lượt là G,E,F. Biết rằng 6EF = 5AB. Tính (CD;AB)?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Đặt AB = a

    Vì trung điểm của các cạnh BC,AC,DB lần lượt là G,E,F

    Suy ra \left\{ \begin{matrix}GE = \dfrac{1}{2}AB = \dfrac{a}{2} \\GF = \dfrac{1}{2}CD = \dfrac{2}{3}AB = \dfrac{2a}{3} \\EF = \dfrac{5}{6}AB = \dfrac{5a}{6} \\\end{matrix} ight.

    Từ đó GE^{2} + GF^{2} = \frac{a^{2}}{4} + \frac{4a^{2}}{9} = \frac{25a^{2}}{36} = EF^{2}

    Suy ra tam giác GEF vuông tại G.

    Vì GE//AB;GF//CD nên (AB,CD) = (GE,GF) = \widehat{EGF} = 90^{}

  • Câu 8: Thông hiểu
    Kéo ghép đáp án đúng

    Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' . Ghép nối các đáp án với nhau.

    • (AB,B'C') || 90^{0}
    • (AC,B'C') || 45^{0}
    • (A'C',B'C) || 60^{0}
    Đáp án là:

    Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' . Ghép nối các đáp án với nhau.

    • (AB,B'C') || 90^{0}
    • (AC,B'C') || 45^{0}
    • (A'C',B'C) || 60^{0}

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: AB//A'B' mà (A'B',B'C') = 90^{0} \Rightarrow (AB,B'C') = 90^{0}

    Vì tứ giác ABCD là hình vuông nên (AC;BC) = 45^{0}

    Ta có: BC//B'C' nên (AC,B'C') = 45^{0}

    Ta có: A'C'//AC và tam giác AVB' là tam giác đều vì có các cạnh đều bằng đường chéo của các hình vuông bằng nhau. Do đó (A'C',B'C) = (AC,B'C) = 60^{0}

  • Câu 9: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    Cho hình hộp thoi ABCD.A'B'C'D' có tất cả các cạnh bằng a và \widehat{ABC} = \widehat{B'BA} = \widehat{B'BC} = 60^{0}. Tứ giác A'B'CD là hình gì?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Ta có tứ giác A’B’CD là hình bình hành

    Do \widehat{B'BC} = 60^{0} nên tam giác BB’C đều \Rightarrow B'C = a

    Do đó CD = B'C = a nên tứ giác A’B’CD là hình thoi

    Ta có

    \overrightarrow{CB'}.\overrightarrow{CD} = \left( \overrightarrow{CB} + \overrightarrow{BB'} ight).\overrightarrow{BA}

    = \overrightarrow{CB}.\overrightarrow{BA} + \overrightarrow{BB'}.\overrightarrow{BA} = - \frac{a^{2}}{2} + \frac{a^{2}}{2} = 0

    Suy ra CB'\bot CD

    Vậy tứ giác A'B'CD là hình vuông.

  • Câu 10: Vận dụng
    Tính cosin của góc

    Cho tứ diện đều ABCD cạnh bằng a, M là trung điểm của cạnh BC. Gọi \alpha là góc giữa hai đường thẳng AB và DM. Khi đó \cos\alpha bằng bao nhiêu?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Gọi N là trung điểm của BC

    => MN là đường trung bình tam giác ABC

    \Rightarrow \left\{ \begin{matrix} MN//AB \\ MN = \frac{1}{2}AB \\ \end{matrix} ight.

    Vì tam giác BCD và tam giác ACD là các tam giác đều cạnh a

    \Rightarrow MD = ND = \frac{a\sqrt{3}}{2}

    Vì MN//AB \Rightarrow \alpha = (AB,DM) = (MN,DM)

    Xét tam giác MND ta có:

    \cos\widehat{NMD} = \frac{MN^{2} + MD^{2} - ND^{2}}{2MN.MD}

    = \dfrac{\left( \dfrac{a}{2} ight)^{2} +\left( \dfrac{a\sqrt{3}}{2} ight)^{2} - \left( \dfrac{a\sqrt{3}}{2}ight)^{2}}{2.\dfrac{a}{2}.\dfrac{a\sqrt{3}}{2}} = \dfrac{\sqrt{3}}{6}> 0

    \Rightarrow \widehat{NMD} < 90^{0} \Rightarrow (MN,DM) = \widehat{NMD}

    \Rightarrow \cos\alpha = \cos\widehat{NMD} = \frac{\sqrt{3}}{6}

  • Câu 11: Thông hiểu
    Tìm đáp án đúng

    Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D'. Gọi I là trung điểm của cạnh AB. Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng A'D và B'I ta được kết quả là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Gọi độ dài cạnh hình lập phương là a, a > 0

    Ta có:

    B'C//A'D \Rightarrow (A'D;B'I) = (B'I,B'C)

    Tính được \left\{ \begin{matrix}B'I = \sqrt{a^{2} + \left( \dfrac{a}{2} ight)^{2}} =\dfrac{a\sqrt{5}}{2} = CI \\B'C = a\sqrt{2} \\\end{matrix} ight.

    Trong tam giác B’CI ta có:

    \cos\widehat{IB'C} = \dfrac{\left(\dfrac{a\sqrt{5}}{2} ight)^{2} + \left( a\sqrt{2} ight)^{2} - \left(\dfrac{a\sqrt{5}}{2}ight)^{2}}{2.\dfrac{a\sqrt{5}}{2}.a\sqrt{2}}

    = \frac{2a^{2}}{a^{2}\sqrt{10}} = \frac{\sqrt{10}}{5}

  • Câu 12: Nhận biết
    Tính góc giữa hai đường thẳng BC và SA

    Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh a, tam giác SAD đều. góc giữa BC và SA là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Vì BC//AD \Rightarrow (BC,SA) = (AD,SA) = 60^{0}

  • Câu 13: Nhận biết
    Chọn đáp án đúng

    Cho tứ diện đều ABCD cạnh bằng a, M là trung điểm của cạnh BC. Xác định góc giữa hai đường thẳng AB và DM?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Gọi N là trung điểm của AC thì MN // AB

    Suy ra (AB,DM) = (MN,DM)

    Ta có: \cos\widehat{DMN} = \frac{MN^{2} + DM^{2} - DN^{2}}{2MN.DM}

    = \dfrac{\left( \dfrac{a}{2} ight)^{2} +\left( \dfrac{a\sqrt{3}}{2} ight)^{2} - \left( \dfrac{a\sqrt{3}}{2}ight)^{2}}{2\left( \dfrac{a}{2} ight).\left( \dfrac{a\sqrt{3}}{2}ight)} = \dfrac{\sqrt{3}}{6}

    \cos\widehat{DMN} = \frac{\sqrt{3}}{6} \Rightarrow (AB;DM) = \arccos\frac{\sqrt{3}}{6}

  • Câu 14: Nhận biết
    Tính góc giữa hai đường thẳng BA' và CD

    Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D'. Góc giữa hai đường thẳng BA' và CD là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: AB//CD \Rightarrow (BA',CD) = (BA',AB)

    Vì ABB'A' là hình vuông nên (BA',AB) = \widehat{ABA'} = 45^{0}

  • Câu 15: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D' có độ dài tất cả các cạnh bằng a và các góc \widehat{BAD};\widehat{DAA'};\widehat{A'AB} đều bằng 60^{0}. Gọi trung điểm của các cạnh AA',CD lần lượt là M,N. Gọi \alpha là góc tạo bởi hai đường thẳng MN và B'C. Xác định \cos\alpha?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: \left\{ \begin{matrix} A'D//B'C \\ MN//A'P \\ \end{matrix} ight. với P là trung điểm của D’C

    Suy ra (MN,B'C) = (A'P;A'D) = \widehat{DA'P}

    Vì \widehat{BAD} = \widehat{DAA'} = \widehat{A'AB} = 60^{0} và các cạnh của hình hộp bằng a

    Do đó A'D = a;C'D = C'A' = a\sqrt{3}

    A'P = \frac{A'D^{2} + A'C'^{2}}{2} - \frac{DC'^{2}}{4}

    \Rightarrow A'P = \frac{a\sqrt{5}}{2}

    Áp dụng định lí cosin cho tam giác A’DP ta có:

    \cos\alpha = \frac{A'D^{2} + A'P^{2} - DP^{2}}{2A'D.A'P} = \frac{3\sqrt{5}}{10}

0/15
15 câu:
Kiểm tra Kiểm tra lại Bỏ qua Nộp bài

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Kết quả làm bài:
  • Nhận biết (20%):
    2/3
  • Thông hiểu (67%):
    2/3
  • Vận dụng (13%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
Làm lại
  • 18 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Toán 11 KNTT

Đăng nhập