Câu hỏi: Cho hình lăng trụ tứ giác đều ABCD. A’B’C’D’ cạnh đáy bằng a, cạnh bên . Xét đường thẳng ∆ đi qua điểm A và song song với BD. Gọi (P) là mặt phẳng qua ∆ và điểm C’.
a) Thiết diện của hình lăng trụ đã cho khi cắt bởi mp(P) là hình gì? Tính diện tích thiết diện.
b) Tính góc giữa mp(P) và mp(ABCD).
a) Thiết diện của hình lăng trụ đã cho khi cắt bởi mp(P) là hình gì? Tính diện tích thiết diện.
b) Tính góc giữa mp(P) và mp(ABCD).
Lời giải chi tiết
A) Gọi ,
thì thiết diện thu được .
Dễ thấy là hình bình hành và B1, D1 lần lượt là trung điểm của BB’, DD’.
Từ đó
Do đó thiết diện là hình thoi.
Vậy
b) Ta có mà ∆ // BD nên .
Mặt khác nên (định lí ba đường vuông góc).
Vậy là góc giữa mp(P) và mp(ABCD).
Ta có , từ đó
Chú ý. Cũng có thể tính góc giữa mp(P) và mp(ABCD) bởi công thức
mà
tức là .
A) Gọi
thì thiết diện thu được
Dễ thấy
Từ đó
Do đó thiết diện
Vậy
b) Ta có
Mặt khác
Vậy
Ta có
Chú ý. Cũng có thể tính góc giữa mp(P) và mp(ABCD) bởi công thức
mà
tức là