Nội Dung Chính
Mở đầu trang 11 Toán 11 Tập 2: Đối với các nút giao thông cùng mức hay khác mức, để có thể dễ dàng bố trí các nhánh rẽ và để người tham gia giao thông có góc nhìn đảm bảo an toàn, khi thiết kế người ta đều cố gắng để các tuyến đường tạo với nhau một góc đủ lớn và tốt nhất là góc vuông. Đối với nút giao thông cùng mức, tức là các đường giao nhau, thì góc giữa chúng là góc giữa hai đường thẳng mà ta đã biết. Còn đối với các nút giao khác mức, tức là các đường thẳng chéo nhau, thì góc giữa chúng được hiểu như thế nào? Bài học này sẽ đề cập tới đối tượng toán học tương ứng.
Lời giải:
Bài học này sẽ giúp chúng ta tìm hiểu về góc giữa hai đường thẳng chéo nhau.
1. Góc giữa hai đường thẳng
HĐ1 trang 28 Toán 11 Tập 2: Trong không gian, cho hai đường thẳng chéo nhau m và n. Từ hai điểm phân biệt O, O' tuỳ ý lần lượt kẻ các cặp đường thẳng a, b và a', b' tương ứng song song với m, n (H.7.2).
a) Mỗi cặp đường thẳng a, a' và b, b' có cùng thuộc một mặt phẳng hay không?
b) Lấy các điểm A, B (khác O) tương ứng thuộc a, b. Đường thẳng qua A song song với OO' cắt a' tại A', đường thẳng qua B song song với OO' cắt b' tại B'. Giải thích vì sao OAA'O'; OBB'O'; ABB'A' là các hình bình hành.
c) So sánh góc giữa hai đường thẳng a, b và góc giữa hai đường thẳng a', b'.
(Gợi ý: Áp dụng định lí côsin cho các tam giác OAB, O'A'B' ).
Lời giải:
a) Mỗi cặp đường thẳng a, a' và b, b' cùng thuộc một mặt phẳng vì a // a' và b // b'.
b) Có a // a' nên OA // O'A'.
Vì OA // O'A' và AA' // OO' nên OAA'O' là hình bình hành.
Có b // b' nên OB // O'B'.
Vì OB // O'B' và BB' // OO' nên OBB'O' là hình bình hành.
Vì OAA'O' là hình bình hành nên AA' = OO', OBB'O' là hình bình hành nên BB' = OO', suy ra AA' = BB'.
Vì AA' // OO' và BB' // OO' nên BB' // AA'.
Vì AA' = BB' và BB' // AA' nên ABB'A' là hình bình hành.
c) Ta có góc giữa hai đường thẳng a, b là AOB và góc giữa hai đường thẳng a', b' là A'O'B'.
Vì OAA'O' là hình bình hành nên OA = O'A'.
Vì OBB'O' là hình bình hành nên OB = O'B'.
Vì ABB'A' là hình bình hành nên AB = A'B'.
Do đó DOAB và DO'A'B' có các cạnh tương ứng bằng nhau.
Áp dụng định lí côsin cho DOAB có: 
Áp dụng định lí côsin cho DO'A'B' có: 
Do DOAB và DO'A'B' có các cạnh tương ứng bằng nhau nên 
Vậy góc giữa hai đường thẳng a, b và góc giữa hai đường thẳng a', b' bằng nhau.
Câu hỏi trang 28 Toán 11 Tập 2: Nếu a song song hoặc trùng với a' và b song song hoặc trùng với b' thì (a, b) và (a', b') có mối quan hệ gì?
Lời giải:
Nếu a song song hoặc trùng với a' và b song song hoặc trùng với b' thì (a, b) = (a', b').
Vận dụng trang 29 Toán 11 Tập 2: Kim tự tháp Kheops là kim tự tháp lớn nhất trong các kim tự tháp ở Ai Cập, được xây dựng vào thế kỉ thứ 26 trước Công nguyên và là một trong bảy kì quan của thế giới cổ đại. Kim tự tháp có dạng hình chóp với đáy là hình vuông có cạnh dài khoảng 230 m, các cạnh bên bằng nhau và dài khoảng 219 m (kích thước hiện nay).
(Theo britannica.com).
Tính (gần đúng) góc tạo bởi cạnh bên SC và cạnh đáy AB của kim tự tháp
Lời giải:
Vì ABCD là hình vuông nên AB // CD.
Khi đó (SC, AB) = (SC, CD) = SCD.
Gọi H là trung điểm của CD, suy ra 
Vì tam giác SCD có SC = SD nên tam giác SCD cân tại S mà SH là trung tuyến nên SH là đường cao.
Xét tam giác SHC vuông tại H có: 
Vậy góc tạo bởi cạnh bên SC và cạnh đáy AB của kim tự tháp khoảng 58,3°.
2. Hai đường thẳng vuông góc
HĐ2 trang 29 Toán 11 Tập 2: Đối với hai cánh cửa trong Hình 7.5, tính góc giữa hai đường mép cửa BC và MN.
Lời giải:
Vì khuôn cửa và hai cánh cửa là các hình chữ nhật hay ABCD và MNPQ là các hình chữ nhật nên BC // AD mà AD // MQ. Do đó BC // MQ.
Khi đó (BC, MN) = (MQ, MN) = QMN.
Do MNPQ là hình chữ nhật nên QMN =90°.
Vậy góc giữa hai đường mép cửa BC và MN bằng 90°.
Câu hỏi trang 29 Toán 11 Tập 2: Nếu đường thẳng a vuông góc với đường thẳng b thì a có vuông góc với các đường thẳng song song với b hay không?
Lời giải:
Vì a ⊥ b nên (a, b) = 90° mà b // c nên (a, b) = (a, c) = 90°. Vậy a ^ c.
Luyện tập trang 30 Toán 11 Tập 2: Cho tam giác MNP vuông tại N và một điểm A nằm ngoài mặt phẳng (MNP). Lần lượt lấy các điểm B, C, D sao cho M, N, P tương ứng là trung điểm của AB, AC, CD (H.7.7). Chứng minh rằng AD và BC vuông góc với nhau và chéo nhau.
Lời giải:
Xét tam giác ABC có M là trung điểm của AB, N là trung điểm của AC nên MN là đường trung bình của tam giác ABC, suy ra MN // BC.
Xét tam giác ACD có N là trung điểm của AC, P là trung điểm của CD nên NP là đường trung bình của tam giác ACD, suy ra NP // AD.
Khi đó (AD, BC) = (NP, MN) = MNP.
Do tam giác MNP vuông tại N nên MNP = 90°.
Vậy AD và BC vuông góc với nhau.
Nếu D ∈ (ABC) thì A ∈ (MNP) (vô lí).
Do đó D ∉ (ABC) nên AD và BC chéo nhau.
Các Bài Học Khác
Bình Luận
Để Lại Bình Luận Của Bạn