Câu hỏi
Cho khốic chóp \(SABCD\) có đáy là hình bình hành, \(AB = 3,\;AD = 4,\;\angle BAD = {120^0}.\) Cạnh bên \(SA = 2\sqrt 3 \) vuông góc với đáy. Gọi \(M,\;N,\;P\) lần lượt là trung điểm các cạnh \(SA,\;AD\) và \(BC,\;\;\alpha \) là góc giữa hai mặt phẳng \(\left( {SAC} \right)\) và \(\left( {MNP} \right).\) Chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau đây.
- A \(\alpha \in \left( {{{60}^0};\;{{90}^0}} \right)\)
- B \(\alpha \in \left( {{0^0};\;{{30}^0}} \right)\)
- C \(\alpha \in \left( {{{30}^0};\;{{45}^0}} \right)\)
- D \(\alpha \in \left( {{{45}^0};\;{{60}^0}} \right)\)
Phương pháp giải:
Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng thuộc hai mặt phẳng cùng vuông góc với giao tuyến chung của hai mặt phẳng đó.
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}MN//SD\\NP//CD\end{array} \right. \Rightarrow \left( {MNP} \right)//\left( {SCD} \right)\)
\( \Rightarrow \angle \left( {\left( {SAC} \right),\;\left( {MNP} \right)} \right) = \angle \left( {\left( {SAC} \right),\;\left( {SCD} \right)} \right) = \alpha .\)
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A xuống (SCD), K là hình chiếu của H xuống SC
\( \Rightarrow \alpha = \angle AKH.\)
Ta có: \({V_{SACD}} = \frac{1}{2}{V_{SABCD}} = \frac{1}{3}.SA.{S_{ABCD}} = \frac{1}{3}SA.2{S_{ABD}} = \frac{1}{3}.SA.AB.AD.\sin \angle BAD = \frac{1}{3}.\frac{1}{2}.3.4.\sqrt 3 .2\sqrt 3 = 6.\)
Có: \(A{C^2} = 13 \Rightarrow S{C^2} = S{A^2} + A{C^2} = 25.\)
\(\begin{array}{l}SD = \sqrt {S{A^2} + A{D^2}} = \sqrt {12 + 16} = \sqrt {28} \\ \Rightarrow {S_{SCD}} = \sqrt {p\left( {p - a} \right)\left( {p - b} \right)\left( {p - c} \right)} = \sqrt {54} = 3\sqrt 6 .\\ \Rightarrow AH = d\left( {A;\;\left( {CSD} \right)} \right) = \frac{{3{V_{SACD}}}}{{{S_{SCD}}}} = \frac{{3.6}}{{3\sqrt 6 }} = \sqrt 6 .\\AK = \frac{{SA.AC}}{{\sqrt {S{A^2} + A{C^2}} }} = \frac{{2\sqrt {39} }}{5}.\\ \Rightarrow \sin \alpha = \frac{{AH}}{{AK}} = \sqrt 6 .\frac{5}{{2\sqrt {39} }} = \frac{{5\sqrt {26} }}{{26}} \Rightarrow \alpha \in \left( {{{60}^0};\;{{90}^0}} \right).\end{array}\)
Chọn A.