Lớp 11 Toán 11 - Cánh Diều

Luyện tập Hai mặt phẳng vuông góc Cánh Diều

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
    Xác định góc giữa hai mặt phẳng

    Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC) và đáy ABC là tam giác vuông tại B. Xác định góc α giữa hai mặt phẳng (ABC) và (SBC).

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Ta có:

    Giao tuyến của hai mặt phẳng (SBC) và (ABC) là BC. (1)

    Ta có: SA ⊥ (ABC), mà đường thẳng BC nằm trong (ABC) => SA ⊥ BC.

    Ta có:\left\{ \begin{matrix} BC\bot BA \subset (SAB) \\ BC\bot SA \subset (SAB) \\ BA\ \cap \ SA\ = \ A \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow BC\bot(SAB)\ \ \ (2)

    Lại có: \left\{ \begin{matrix} (SBA)\ \cap \ (ABC)\ = \ BA \\ (SBA)\ \cap \ (SBC)\ = \ BS \\ \end{matrix} ight.\ (3)

    Từ (1), (2), (3) => \alpha = \widehat{SBA}

  • Câu 2: Thông hiểu
    Chọn khẳng định sai

    Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, SA vuông góc với đáy. Gọi H, K lần lượt là hình chiếu của A trên SB, SC và I là giao điểm của HK với mặt phẳng (ABC). Khẳng định nào sau đây sai?

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Ta có: \left\{ \begin{matrix} BC\bot AB \\ SA\bot BC \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow BC\bot(SAB) \Rightarrow BC\bot AH

    Lại có AH ⊥ SB. Từ đó suy ra AH ⊥ (SBC) => AH ⊥ SC. (1)

    Lại có theo giả thiết SC ⊥ AK. (2)

    Từ (1) và (2) => SC ⊥ (AHK) => (SBC) ⊥ (AHK).

    Ta có: \left\{ \begin{matrix} SC\bot(AHK) \\ AI \subset (AHK) \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow SC\bot AI

    Dùng phương pháp loại trừ thì khẳng định “Tam giác IAC đều” là sai

  • Câu 3: Nhận biết
    Hoàn thành mệnh đề

    Hai mặt phẳng vuông góc với nhau khi và chỉ khi

    Hướng dẫn:

    Hai mặt phẳng vuông góc với nhau khi và chỉ khi có một đường thẳng nằm trong mặt phẳng này và vuông góc với mặt phẳng kia.

  • Câu 4: Thông hiểu
    Góc giữa hai mặt phẳng (SBD) và (ABCD)

    Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông tâm O, SA ⊥ (ABCD). Góc giữa hai mặt phẳng (SBD) và (ABCD) là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Ta có:

    Hai mặt phẳng (ABCD) và (SBD) cắt nhau theo giao tuyến BD.

    Lại có AO nằm trong (ABCD) và vuông góc với BD tại O

    Mà SO nằm trong (SBD) và vuông góc với BD tại O.

    => Góc giữa hai mặt phẳng (SBD) và (ABCD) bằng góc giữa hai đường thẳng OA và OS, tức là góc \widehat{SOA}

  • Câu 5: Nhận biết
    Chọn mệnh đề đúng

    Mệnh đề nào sau đây đúng?

    Hướng dẫn:

    Mệnh đề: “Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì song song với nhau” sai vì hai mặt phẳng đó có thể cắt nhau.

    Mệnh đề: “Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì vuông góc với nhau.“ sai vì hai mặt phẳng đó có thể tạo với nhau những góc khác 900.

    Dễ thấy mệnh đề: “Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì cùng song song với một đường thẳng.” đúng.

    Mệnh đề: “Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì cùng vuông góc với một đường thẳng.“ sai vì trong trường hợp mặt phẳng (P) và mặt phẳng (Q) cùng vuông góc với mặt phẳng (R), (P) ⊥ (Q) thì không thể có đường thẳng nào cùng vuông góc với (P) và (Q).

  • Câu 6: Nhận biết
    Chọn mệnh đề sai?

    Mệnh đề nào đúng trong các mệnh đề sau?

    Hướng dẫn:

    Mệnh đề: “Góc giữa hai mặt phẳng luôn là góc nhọn” sai vì góc giữa hai mặt phẳng có thể là góc vuông.

    Mệnh đề: ”Góc giữa mặt phẳng (P) và mặt phẳng (Q) bằng góc giữa mặt phẳng (P) và mặt phẳng (R) khi (Q) // (R) (hoặc mặt phẳng (Q) trùng với mặt phẳng (R))” đúng.

    Mệnh đề: “Góc giữa mặt phẳng (P) và mặt phẳng (Q) bằng góc giữa mặt phẳng (P) và mặt phẳng (R) thì (Q) song song với (R)” sai vì hai mặt phẳng (R) và (Q) có thể trùng nhau.

  • Câu 7: Vận dụng
    Tính độ dài cạnh SA

    Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A, D, cạnh bên SA vuông góc với mặt đáy. Biết AB = 2AD = 2DC = 2a, góc giữa hai mặt phẳng (SAB) và (SBC) là 60◦. Độ dài cạnh SA là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Gọi E là trung điểm của AB.

    Ta dễ dàng chứng minh được ABCE là hình vuông

    \left\{ \begin{matrix} CE\bot AB \\ CE\bot SA \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow CE\bot(SAB) \Rightarrow CE\bot SB

    Trong (SAB) kẻ HE ⊥ SB ta có:

    \left\{ \begin{matrix} SB\bot EH \\ SB\bot CE \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow SB\bot(CHE) \Rightarrow SB\bot CH

    \begin{matrix} \left\{ \begin{matrix} (SAB)\ \cap \ (SBC) = SB \\ (SAB) \supset EH\bot SB \\ (SAC) \supset CH\bot SB \\ \end{matrix} ight.\ \\ \Rightarrow \widehat{\left( (SAB),(SBC) ight)} = \widehat{(EH,CH)} = \widehat{CHE} = 6 \\ \end{matrix}

    Xét tam giác vuông CEH có EH = CE. cot 60◦ = a\sqrt{3}

    Ta có ∆SAB ∼ ∆EHG (g - g)

    \begin{matrix}\Rightarrow \dfrac{SA}{EH} = \dfrac{SB}{BE} \hfill \\\Rightarrow SA = \dfrac{SB.EH}{BE} =\dfrac{\dfrac{a}{\sqrt{3}}.\sqrt{SA^{2} + 4a^{2}}}{a} \\\Rightarrow \sqrt{3SA} = \sqrt{SA^{2} + 4a^{2}}\hfill \\\Leftrightarrow SA = a\sqrt{2}\hfill \\\end{matrix}

  • Câu 8: Nhận biết
    Chọn khẳng định sai trong các mệnh đề đã cho

    Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?

    Hướng dẫn:

    Trong trường hợp a và b vuông góc nhau và chéo nhau, nếu (P) ⊃ a, (P) // b và (Q) ⊃ b, (Q) // a thì (P) // (Q).

  • Câu 9: Vận dụng
    Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng SA và BC

    Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là một tam giác vuông cân tại B với trọng tâm G, cạnh bên SA tạo với đáy (ABC) một góc 30◦. Biết hai mặt phẳng (SBG) và (SCG) cùng vuông góc với mặt phẳng (ABC). Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng SA và BC.

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Hai mặt phẳng (SBG) và (SCG) cùng vuông góc với mặt phẳng (ABC) nên SG ⊥ (ABC).

    Gọi cạnh AB = BC = a

    \begin{matrix}AG = \dfrac{2}{3}AM = \dfrac{\sqrt{5}}{3}a \hfill\\\Rightarrow SG = AG.\tan30^{0} = \dfrac{\sqrt{15}}{9}a \hfill\\SA = \dfrac{AG}{cos30^{0}} = \dfrac{2a\sqrt{15}}{9} \hfill\\\end{matrix}

    Từ G kẻ GE// BC (E ∈ AB), từ E kẻ EF // SA (F ∈ SB) suy ra (SA, BC) = (EF, EG)

    \begin{matrix}\overrightarrow{BF} = \dfrac{1}{3}\overrightarrow{BS} \hfill\\\Leftrightarrow \overrightarrow{GF} = \overrightarrow{GB} +\dfrac{1}{3}(\overrightarrow{GS} - \overrightarrow{GB}) \hfill\\\Leftrightarrow \overrightarrow{GF} = \dfrac{2}{3}\overrightarrow{GB} +\dfrac{1}{3}\overrightarrow{GS} \hfill\\\Leftrightarrow GF^{2} = \dfrac{4}{9}GB^{2} + \dfrac{1}{9}GS^{2} \hfill\\\Leftrightarrow GF^{2} = \dfrac{4}{9} \cdot \left( \dfrac{2}{3} \cdot\dfrac{a\sqrt{2}}{2} ight)^{2} + \dfrac{5}{27 \cdot 9}a^{2} =\dfrac{29}{27 \cdot 9}a^{2}\hfill \\\end{matrix}

    Xét tam giác EFG ta có:

    \begin{matrix}EF = \dfrac{1}{3}AS = \dfrac{2a\sqrt{15}}{27} \hfill\\EG = \dfrac{2}{3}BM = \dfrac{a}{3} \hfill\\\end{matrix}

    Khi đó:

    \begin{matrix}\cos\widehat{FEG} = \dfrac{EF^{2} + EG^{2} - FG^{2}}{2EF.EG} \hfill\\\Leftrightarrow \cos\widehat{FEG} = \dfrac{\dfrac{4.15a^{2}}{27.27} +\dfrac{a^{2}}{9} - \dfrac{29a^{2}}{27.9}}{2\dfrac{2a\sqrt{15}}{27} \cdot\dfrac{a}{3}}\hfill \\\Leftrightarrow \cos\widehat{FEG} = \dfrac{\sqrt{3}}{2\sqrt{5}} =\dfrac{\sqrt{15}}{10} \hfill\\\end{matrix}

  • Câu 10: Vận dụng
    Tính cos ϕ

    Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều cạnh bằng 2a. Hình chiếu của đỉnh A’ lên mặt phẳng (ABC) là trung điểm H của cạnh AB. Biết góc giữa cạnh bên và mặt phẳng đáy bằng 60◦. Gọi ϕ là góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (ABC). Tính cos ϕ.

    Hướng dẫn:

    Hình ảnh minh họa:

    Gọi M là trung điểm của BC, suy ra AM = a\sqrt 3

    Gọi K là điểm đối xứng của H qua B, suy ra B’K // A’H, suy ra B’K ⊥ (ABC).

    Trong (ABC), dựng BI ⊥ BC (với I ∈ BC).

    Khi đó, góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (ABC) là góc KIB’.

    Do tứ giác AHKB’ là hình bình hành nên B’K = A’H = AH . tan 60◦ = a\sqrt{3}

    Ta có: KI = d(H, BC) = d(A,BC)/2 = AM/2 = \frac{a\sqrt{3}}{2}

    Xét ∆B’IK vuông tại K ta có:

    \begin{matrix}B'I = \sqrt{B'K^{2} + KI^{2}} = \dfrac{a\sqrt{15}}{2} \hfill\\\cos\phi = \cos\widehat{KIB'} =\dfrac{a\sqrt{3}}{2}:\dfrac{a\sqrt{15}}{2} = \dfrac{\sqrt{5}}{5}\hfill \\\end{matrix}

  • Câu 11: Thông hiểu
    Xác định các mặt phẳng vuông góc với nhau

    Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D. Mặt phẳng (A’BCD’) vuông góc với mặt phẳng:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Dễ thấy: \left\{ \begin{matrix} AB’\bot A’B \\ AB’\bot A’D’ \\ \end{matrix} \Rightarrow AB’\bot(A’BCD’) ight.

    Do đó: (ADC’B’)⊥(A’BCD’)

    Vậy mặt phẳng (A’BCD’) vuông góc với mặt phẳng (ADC’B’).

  • Câu 12: Vận dụng
    Chọn mệnh đề đúng

    Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D, AB = 2a, AD = CD = a, SA = a\sqrt{2} và vuông góc với (ABCD). Tính cosin của góc giữa (SBC) và (SCD).

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Gọi H, N lần lượt là trung điểm của SC, AB.

    Ta có CN = 1/2 AB suy ra tam giác ABC vuông cân tại C.

    Suy ra: \left\{ \begin{matrix} SA\bot BC \\ AC\bot BC \\ \end{matrix} ight.\ \Rightarrow BC\bot(SAC)

    Do tam giác SAC vuông cân tại A nên AH = a.

    Kẻ AK ⊥ SD. Khi đó: \left\{ \begin{matrix} AH\bot(SBC) \\ AK\bot(SCD) \\ \end{matrix} ight.

    => ((SBC), (SCD)) = (AH, AK) = \widehat{KAH} = ϕ

    Xét tam giác vuông SAD có:

    \begin{matrix}\dfrac{1}{AK^{2}} = \dfrac{1}{SA^{2}} + \dfrac{1}{AD^{2}}\hfill \\\Rightarrow AK = \dfrac{a\sqrt{6}}{3}\hfill \\\end{matrix}

    Xét tam giác vuông AKH ta có:

    \cos\widehat{KAH} = \frac{AK}{AH} = \frac{\sqrt{6}}{3}

  • Câu 13: Thông hiểu
    Góc giữa mặt phẳng (BCD) và mặt phẳng (ACD)

    Cho tứ diện ABCD với các đường thẳng AB, BC, CD đôi một vuông góc. Góc giữa mặt phẳng (BCD) và mặt phẳng (ACD) bằng góc nào trong các góc sau đây?

    Hướng dẫn:

    Dễ thấy rằng: \left\{ \begin{matrix} \begin{matrix} (ACD) \cap (BCD) = CD \\ (ABC)\bot CD \\ (ABC) \cap (ACD) = AC \\ \end{matrix} \\ (ABC) \cap (BCD) = BC \\ \end{matrix} ight.

    Như vậy góc giữa mặt phẳng (BCD) và mặt phẳng (ACD) bằng góc giữa hai đường thẳng AC và BC, tức là bằng góc \widehat{ACB}

  • Câu 14: Nhận biết
    Mệnh đề nào sau đây là mệnh đề đúng

    Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

    Hướng dẫn:

    Mệnh đề “Hai mặt phẳng cùng song song với một mặt phẳng thứ ba thì song song với nhau” là sai. Hai mặt phẳng cùng song song với một mặt phẳng thứ ba thì song song hoặc trùng nhau.

    Mệnh đề “Qua một đường thẳng cho trước có duy nhất một mặt phẳng vuông góc với một mặt phẳng cho trước” là sai. Nếu đường thẳng vuông góc với mặt phẳng cho trước thì có vô số mặt phẳng qua đường thẳng và vuông góc với mặt phẳng đó. Nếu đường thẳng không vuông góc với mặt phẳng cho trước thì không có mặt phẳng nào vuông góc với mặt phẳng đó.

    Mệnh đề “Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thứ ba thì vuông góc với nhau” là sai. Hai mặt phẳng phân biệt cùng vuông góc với mặt phẳng thứ ba thì song song với nhau hoặc cắt nhau (giao truyến vuông góc với mặt phẳng kia).

    Vậy mệnh đề đúng là: “Có duy nhất một mặt phẳng đi qua một điểm cho trước và vuông góc với hai mặt phẳng cắt nhau cho trước.”

  • Câu 15: Thông hiểu
    Tính góc ϕ giữa hai mặt phẳng

    Cho hình chóp đều S.ABCD có tất cả các cạnh bằng a. Gọi M là trung điểm SC. Tính góc ϕ giữa hai mặt phẳng (MBD) và (ABCD).

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Gọi M’ là trung điểm OC.

    Khi đó MM’ // SO => MM’ ⊥ (ABCD).

    Theo công thức diện tích hình chiếu, ta có:

    \begin{matrix}\cos\phi = \dfrac{S_{M'BD}}{S_{MBD}} = \dfrac{BD.MO}{BD.M'O} =\dfrac{MO}{M'O} = \dfrac{\sqrt{2}}{2} \hfill \\\Rightarrow \phi = 45^{0} \hfill \\\end{matrix}

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 (33%):
    2/3
  • Thông hiểu (40%):
    2/3
  • Vận dụng (27%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
Làm lại
  • 8 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Toán 11 CD

Đăng nhập