Bài 2 : Hai đường thẳng vuông góc - Giải BT Toán 11
Bài 2: Hai đường thẳng vuông góc
Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 93: Cho tứ diện đều ABCD có H là trung điểm của cạnh AB. Hãy tính góc giữa các cặp vecto sau đây:
a) AB→ và BC→
b) CH→ và AC→
Bài giải:![Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 93 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad1s.jpg)
Tứ diện ABCD đều có các mặt là tam giác đều
a) Góc giữa AB→ và BC→ là góc ∠α và ∠α = 180o- 60o = 120o
b) Góc giữa CH→ và AC→ là ∠β
H là trung điểm cạnh AB của tam giác đều ABC nên CH vừa là trung tuyến vừa là đường cao nên CH ⊥ AB
Xét tam giác vuông ACH tại H có ∠ (ACH) + ∠ (HAC) = 90o ⇒ ∠ (ACH) = 90o - 60o = 30o
Nên ∠ β = 180o- 30o= 150o
Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 94: Cho hình lập phương ABCD. A’B’C’D’
a) Hãy phân tích các vecto AC'→ và BD→ theo ba vecto AB→, AD→, AA'→
b) Tính cos (AC'→, BD→) và từ đó suy ra AC'→ và BD→ vuông góc với nhau
Bài giải:![Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 94 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad1t.jpg)
![Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 94 ảnh 2](/images/bt/52/1/ad1t.jpg)
Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 95: Cho hình lập phương ABCD. A’B’C’D’. Tính góc giữa các cặp đường thẳng sau đây:
a) AB và B’C’
b) AC và B’C’
c) A’C’ và B’C
![Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 95 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad1u.jpg)
Bài giải:
a) Góc giữa AB và B’C’ = góc giữa AB và BC (vì B’C’//BC)
⇒ Góc giữa AB và B’C’ = ∠ (ABC) = 90o
b) Góc giữa AC và B’C’ = góc giữa AC và BC (vì B’C’//BC)
⇒ Góc giữa AC và B’C’ = ∠ (ACB) = 45o
c) Góc giữa A’C’ và B’C = góc giữa AC và B’C (vì A’C’//AC)
Δ ACB’ đều vì AC = B’C = AB’ (đường chéo của các hình vuông bằng nhau)
⇒ Góc giữa A’C’ và B’C = ∠ (ACB') = 60o
Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 97: Cho hình lập phương ABCD. A’B’C’D’. Hãy nêu tên các đường thẳng đi qua hai đỉnh của hình lập phương đã cho và vuông góc với:
a) đường thẳng AB
b) đường thẳng AC
Bài giải:
![Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 97 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad1v.jpg)
a) AD, A’D’, BC, B’C’, AA’, BB’, CC’, DD’
b) BD, B’D’, AA’, BB’, CC’, DD’
Trả lời câu hỏi Toán 11 Hình học Bài 2 trang 97: Tìm những hình ảnh trong thực tế minh họa cho sự vuông góc của hai đường thẳng trong không gian (trường hợp cắt nhau và trường hợp chéo nhau)
Bài giải:
Trường hợp cắt nhau: hai cạnh liền nhau của bàn, hai cạnh liền nhau của cửa số
Trường hợp chéo nhau: bóng đèn tuyp trên tường tạo ra 1 đường thẳng vuông góc với cạnh của mặt tường bên cạnh
Giải bài 1 trang 97 sgk Hình học 11: Cho hình lập phương ABCD. EFGH. Hãy xác định góc giữa các cặp vectơ sau đây:
Bài giải:
+ Góc giữa hai vec tơ là góc giữa hai đường thẳng chứa hai giá của hai vec tơ đó.
+ Để tìm góc giữa hai vec tơ ta đưa về hai vec tơ chung gốc.
Giải bài 2 trang 97 sgk Hình học 11: Cho tứ diện ABCD
Bài giải:
+ Hai vec tơ a, b vuông góc ⇔ a→.b→ = 0
Bài 3 (trang 97 SGK Hình học 11):
a) Trong không gian nếu hai đường thẳng a và b cùng vuông góc với đường thẳng c thì a và b có song song với nhau không?
b) Trong không gian nếu đường thẳng a vuông góc với đường thẳng b và đường thẳng b vuông góc với đường thẳng c thì a có vuông góc với c không?
Bài giải:a) Trong không gian nếu hai đường thẳng a và b cùng vuông góc với đường thẳng c thì nói chung a và b không song song với nhau vì a và b có thể cắt nhau hoặc có thể chéo nhau.
b) Trong không gian nếu a ⊥ b và b ⊥ c thì a và c vẫn có thể cắt nhau hoặc chéo nhau do đó, nói chung a và c không vuông góc với nhau.
Ví dụ. Cho hình lập phương ABCD. A’B’C’D’ có:
+ AB và BC cùng vuông góc với BB’ nhưng AB và BC cắt nhau tại B.
+ AB và A’D’ cùng vuông góc với BB’ nhưng AB và BC chéo nhau.
Giải bài 4 trang 98 sgk Hình học 11: Cho hai tam giác đều ABC và ABC' trong không gian có chung cạnh AB và nằm trong hai mặt phẳng khác nhau. Gọi M, N, P và Q lần lượt là trung điểm của các cạnh AC, CB, BC' và C'A.
Chứng minh rằng:
a) AB ⊥ CC'
b) Tứ giác MNPQ là hình chữ nhật.
Bài giải:
![Giải bài 4 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad1z.jpg)
Giải bài 5 trang 98 sgk Hình học 11:
Bài giải:
![Giải bài 5 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad10.jpg)
Giải bài 6 trang 98 sgk Hình học 11:
Trong không gian cho hai hình vuông ABCD và ABC'D' có chung cạnh AB và nằm trong hai mặt phẳng khác nhau, lần lượt có tâm O và O'. Chứng minh rằng AB ⊥OO' và CDD'C' là hình chữ nhật.
Bài giải:
+) Vì hai hình vuông ABCD và ABC’D’ có cùng độ dài cạnh là AB
nên hai đường chéo bằng nhau: AC = AC’.
Suy ra: AO = AO’ hay |AO'→| = |AO→|.
Suy ra: AB→. OO'→ = 0 ⇒ AB ⊥ OO'
![Giải bài 6 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad11.jpg)
Giải bài 7 trang 98 sgk Hình học 11:
Cho S là diện tích của tam giác ABC. Chứng minh rằng:
Bài giải:
+
![Giải bài 7 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad12.jpg)
+ Diện tích tam giác ABC:
![Giải bài 7 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 2](/images/bt/52/1/ad12.jpg)
Giải bài 8 trang 98 sgk Hình học 11:
Bài giải:
Tam giác ABC có AB = AC và góc BAC =60o nên tam giác ABC là tam giác đều.
Tương tự, tam giác ABD là tam giác đều.
![Giải bài 8 trang 98 sgk Hình học 11 ảnh 1](/images/bt/52/0/ad13.jpg)
+ Để tính góc giữa hai vectơ ta đưa về 2 vectơ chung gốc.