Câu hỏi
Cho hình chóp \(S.ABC\) có SA vuông góc với đáy, \(SA = 2BC\) và \(\widehat {BAC} = 120^\circ \). Hình chiếu của A trên các đoạn SB, SC lần lượt là M, N. Tính góc giữa hai mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) và \(\left( {AMN} \right)\).
- A \(45^\circ \).
- B \(60^\circ \).
- C \(15^\circ \).
- D \(30^\circ \).
Phương pháp giải:
Xác định góc giữa hai mặt phẳng \(\left( \alpha \right),\,\,\left( \beta \right)\):
- Tìm giao tuyến \(\Delta \) của \(\left( \alpha \right),\,\,\left( \beta \right)\).
- Xác định 1 mặt phẳng \(\left( \gamma \right) \bot \Delta \).
- Tìm các giao tuyến \(a = \left( \alpha \right) \cap \left( \gamma \right),b = \left( \beta \right) \cap \left( \gamma \right)\)
- Góc giữa hai mặt phẳng \(\left( \alpha \right),\,\,\left( \beta \right)\): \(\left( {\widehat {\left( \alpha \right);\left( \beta \right)}} \right) = \left( {\widehat {a;b}} \right)\).
Lời giải chi tiết:
Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC,\,\,D\)là điểm đối xứng của A qua O
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}AB \bot BD\\SA \bot BD\end{array} \right. \Rightarrow BD \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BD \bot AM\).
Mà \(AM \bot SB\,\,\, \Rightarrow AM \bot \left( {SBD} \right)\,\, \Rightarrow AM \bot SD\)
Tương tự: \(AN \bot SD\)
Vậy \(SD \bot \left( {AMN} \right)\), mà \(SA \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow \left( {\left( {AMN} \right);\left( {ABC} \right)} \right) = \left( {SA;AD} \right) = \widehat {A\,SD}\) vì \(\Delta SAD\) vuông tại A. Ta có: \(\tan \widehat {ASD} = \dfrac{{AD}}{{SA}}\)
Mà \(AD\) là đường kính của đường tròn ngoại tiếp \(\Delta ABC\) nên \(AD = \dfrac{{BC}}{{\sin 120^\circ }} = \dfrac{{2BC}}{{\sqrt 3 }} = \dfrac{{SA}}{{\sqrt 3 }}\)
Vậy, \(\tan \widehat {ASD} = \dfrac{1}{{\sqrt 3 }} \Rightarrow \widehat {ASD} = 30^\circ \).
Chọn: D