btvn.vn

Hai mặt phẳng vuông góc và góc nhị diện

Lưu trên thiết bị này
Quan hệ vuông góc trong không gian · Chọn bài khác

Xác định góc bằng một mặt cắt phù hợp

Hai mặt bên hoặc mặt bên với mặt đáy gặp nhau dọc theo một cạnh. Để thấy độ mở giữa chúng, ta dựng trong mỗi mặt một đường vuông góc với cạnh chung tại cùng một điểm. Góc giữa hai đường đó cho góc giữa hai mặt.

Góc giữa hai mặt phẳng

Góc giữa hai mặt phẳng được định nghĩa là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với chúng, nên nằm từ $0^\circ$ đến $90^\circ$. Với hai mặt cắt nhau theo giao tuyến $d$, ta có cách dựng thường dùng: chọn $H\in d$, kẻ $Ha$ trong mặt thứ nhất và $Hb$ trong mặt thứ hai, cùng vuông góc với $d$. **Góc không tù** giữa $Ha,Hb$ là góc giữa hai mặt. Cần chứng minh cả hai quan hệ vuông góc với $d$. Hai đường chỉ nằm trong hai mặt thì chưa đủ.

Hai mặt phẳng vuông góc giúp dựng đường cao

Hai mặt phẳng vuông góc khi góc giữa chúng bằng $90^\circ$. Từ góc giữa hai mặt vừa học, ta dùng hai tính chất sau: - Nếu một mặt chứa một đường vuông góc với mặt kia, thì hai mặt vuông góc. - Nếu $(P)\perp(Q)$ và giao tuyến là $a$, thì đường nằm trong $(P)$, vuông góc với $a$, sẽ vuông góc với $(Q)$. Tính chất thứ hai cho ta cách dựng: làm việc trong $(P)$, hạ đường vuông góc xuống giao tuyến $a$. Không phải mọi đường trong $(P)$ đều vuông góc với $(Q)$.

Hạ đường cao trong mặt bên

Cho hình chóp $S.ABC$ có $(SAB)\perp(ABC)$. Trong tam giác $SAB$, kẻ $SH\perp AB$ tại $H$. Chứng minh $SH$ là đường cao của hình chóp.
Hai mặt SAB và ABC vuông góc theo AB; hạ SH vuông góc AB ngay trong tam giác SAB để được đường cao hình chóp.
Hai mặt SAB và ABC vuông góc theo AB; hạ SH vuông góc AB ngay trong tam giác SAB để được đường cao hình chóp.
Mở hình lớn
Hai mặt $(SAB)$ và $(ABC)$ có giao tuyến $AB$. Đường $SH$ nằm trong $(SAB)$ và vuông góc với giao tuyến ấy. Theo tính chất hai mặt vuông góc, $SH\perp(ABC)$. Vì $H\in AB\subset(ABC)$, $SH$ nối đỉnh $S$ với chân vuông góc trên đáy, nên đúng là đường cao. Điểm $H$ có thể thuộc phần kéo dài của cạnh $AB$ nếu tam giác $SAB$ có góc tù ở đáy.

Chọn đúng điều kiện

Biết $(SAB)\perp(ABC)$. Chỉ từ đó có được kết luận $SA$ là đường cao không? Cần thêm điều kiện nào?
Chọn một đáp án

Góc mặt bên với đáy của chóp đều

Hình chóp đều có đáy là đa giác đều và chân đường cao là tâm đáy; các cạnh bên bằng nhau. Với chóp tứ giác đều, đáy là hình vuông. Cho hình chóp tứ giác đều $S.ABCD$, đáy là hình vuông cạnh $6$, tâm $O$, $SO=3$. Gọi $H$ là trung điểm $AB$. Tính góc giữa $(SAB)$ và $(ABCD)$.
Trong chóp tứ giác đều, SH và OH cùng vuông góc AB tại H. Góc SHO biểu diễn độ mở giữa mặt bên và đáy về phía O.
Trong chóp tứ giác đều, SH và OH cùng vuông góc AB tại H. Góc SHO biểu diễn độ mở giữa mặt bên và đáy về phía O.
Mở hình lớn
Giao tuyến hai mặt là $AB$. Trong đáy hình vuông, $OH\perp AB$ và $OH=3$. Tam giác $SAB$ cân tại $S$ nên trung tuyến $SH$ cũng vuông góc $AB$. Vậy góc giữa hai mặt là góc không tù giữa $SH$ và $OH$. Do chóp đều có $SO\perp(ABCD)$, tam giác $SOH$ vuông tại $O$. Hai cạnh $SO=OH=3$ nên $\widehat{SHO}=45^\circ$. Góc cần tìm bằng $45^\circ$.

Thay chiều cao

Cho hình chóp tứ giác đều có cạnh đáy $8$, chiều cao $4\sqrt3$. Tính góc giữa một mặt bên và đáy.
Chọn một đáp án

Góc nhị diện giữ thông tin về hai phía

Một góc nhị diện gồm hai nửa mặt phẳng có chung bờ $d$. Chọn $H\in d$; trong mỗi nửa mặt, kẻ một tia xuất phát từ $H$ và vuông góc với $d$. Góc giữa hai tia là **góc phẳng của góc nhị diện**. Số đo góc nhị diện nằm từ $0^\circ$ đến $180^\circ$. Khác biệt nằm ở các nửa mặt đã chọn: góc hai mặt phẳng luôn lấy góc không tù, còn góc nhị diện có thể là góc tù. Với góc nhị diện $[S,AB,O]$, hai nửa mặt là phía chứa $S$ và phía chứa $O$, có chung bờ $AB$.

Cùng hai mặt nhưng chọn nửa mặt khác

Trong ví dụ chóp đều cạnh đáy $6$, $SO=3$, góc nhị diện $[S,AB,O]$ có góc phẳng $\widehat{SHO}=45^\circ$. Lấy $K$ trên tia đối của tia $HO$. Điểm $K$ nằm ở nửa mặt đáy phía bên kia $AB$. Khi xét $[S,AB,K]$, góc phẳng là $\widehat{SHK}=180^\circ-45^\circ=135^\circ$. Hai mặt phẳng vẫn là $(SAB)$ và $(ABCD)$, nên góc giữa chúng vẫn bằng $45^\circ$. Số $135^\circ$ trả lời cho góc nhị diện được chỉ định, không phải góc giữa hai mặt phẳng.

Phân biệt hai kết quả

Một góc nhị diện có góc phẳng bằng $120^\circ$. Góc giữa hai mặt phẳng chứa hai nửa mặt ấy bằng bao nhiêu?
Chọn một đáp án

Phân biệt góc giữa hai mặt phẳng và góc nhị diện

Với hai mặt cắt nhau, dựng hai đường cùng vuông góc giao tuyến. Nếu đề hỏi góc hai mặt, chọn góc không tù; nếu đề chỉ rõ góc nhị diện, giữ đúng hai tia nằm trong hai nửa mặt đã cho.

Đang học