Chào mừng các em học sinh đến với bài giải chi tiết mục 3 trang 71, 72, 73, 74, 75 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều. Bài viết này được thiết kế để giúp các em hiểu rõ hơn về kiến thức và phương pháp giải các bài tập trong sách giáo khoa.
toan11.edu.vn cung cấp lời giải đầy đủ, chính xác, dễ hiểu, giúp các em tự tin hơn trong quá trình học tập và ôn thi.
Cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\). Lấy hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) sao cho \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right),\) \({\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)\) (Hình 31).
Trả lời câu hỏi Luyện tập 8 trang 74 SGK Toán 12 Cánh diều
Trong Ví dụ 10, tính góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’).
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về góc giữa hai mặt phẳng để tính góc giữa hai mặt phẳng: Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó.
Lời giải chi tiết:
Vì ADD’A’ là hình vuông nên \(AD' \bot A'D\). Vì \(CD \bot \left( {ADD'A'} \right)\) nên \(CD \bot AD'\). Do đó, \(AD' \bot \left( {CDA'B'} \right)\).
Mặt khác, \(C'D' \bot \left( {BCC'B'} \right)\), suy ra góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’) là góc giữa hai đường thẳng AD’ và C’D’, đó là góc AD’C’.
Vì \(C'D' \bot \left( {ADD'A'} \right)\) nên \(C'D' \bot AD'\), suy ra . Do đó, góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’) bằng 90 độ.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 9 trang 75 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {A;B;C} \right)\). Tính côsin của góc giữa mặt phẳng (P) và các mặt phẳng tọa độ.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về côsin góc giữa hai mặt phẳng để tính: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\), \(\left( {{P_2}} \right)\) có vectơ pháp tuyến lần lượt là \(\overrightarrow {{n_1}} = \left( {{A_1};{B_1};{C_1}} \right)\), \(\overrightarrow {{n_2}} = \left( {{A_2};{B_2};{C_2}} \right)\). Khi đó, ta có: \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \frac{{\left| {{A_1}{A_2} + {B_1}{B_2} + {C_1}{C_2}} \right|}}{{\sqrt {A_1^2 + B_1^2 + C_1^2} .\sqrt {A_2^2 + B_2^2 + C_2^2} }}\).
Lời giải chi tiết:
Mặt phẳng (Oxy) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right)\); mặt phẳng (Oxz) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow j = \left( {0;1;0} \right)\); mặt phẳng (Oyz) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right)\)
Do đó, \(\cos \left( {\left( {Oxy} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {0.A + 0.B + 1.C} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| C \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\);
\(\cos \left( {\left( {Oxz} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {0.A + 1.B + 0.C} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {1^2} + {0^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| B \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\);
\(\cos \left( {\left( {Oyz} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {1.A + 0.B + 0.C} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {0^2} + {0^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| A \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 8 trang 74 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\). Lấy hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) sao cho \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right),\) \({\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)\) (Hình 31).
\
a) Nêu cách xác định góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\).
b) Góc đó có phụ thuộc vào việc chọn hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) như trên không?
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về góc giữa hai đường thẳng để tính: Góc giữa hai đường thẳng m và n trong không gian là góc giữa hai đường thẳng a và b cùng đi qua một điểm và tương ứng song song với m và n.
Lời giải chi tiết:
a) Vẽ hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\) cùng đi qua điểm I và lần lượt song song (hoặc trùng) với \({\Delta _1},{\Delta _2}\). Khi đó, góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) là góc giữa hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\).
b) Vì \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right)\) và \(\Delta _1'\) song song (hoặc trùng) với \({\Delta _1}\) nên \(\Delta _1' \bot \left( {{P_1}} \right)\).
Tương tự ta có: \(\Delta _2' \bot \left( {{P_2}} \right)\).
Khi đó, góc giữa hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\) luôn là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\) nên góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) không phụ thuộc vào việc chọn hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 9 trang 75 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\). Gọi \(\overrightarrow {{n_1}} = \left( {{A_1};{B_1};{C_1}} \right),\overrightarrow {{n_2}} = \left( {{A_2};{B_2};{C_2}} \right)\) lần lượt là hai vectơ pháp tuyến của \(\left( {{P_1}} \right)\), \(\left( {{P_2}} \right)\); \({\Delta _1},{\Delta _2}\) lần lượt là giá của hai vectơ \(\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} \) (Hình 33). So sánh:
a) \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right)\) và \(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\);
b) \(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\) và \(\left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right|\).
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức vectơ pháp tuyến của mặt phẳng để chứng minh: Nếu vectơ \(\overrightarrow n \) khác \(\overrightarrow 0 \) và có giá vuông góc với mặt phẳng (P) thì \(\overrightarrow n \) được gọi là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).
Sử dụng kiến thức về vectơ chỉ phương của đường thẳng để chứng minh: Cho đường thẳng \(\Delta \) và vectơ \(\overrightarrow u \) khác \(\overrightarrow 0 \). Vectơ \(\overrightarrow u \) được gọi là vectơ chỉ phương của đường thẳng \(\Delta \) nếu giá của \(\overrightarrow u \) song song hoặc trùng với \(\Delta \).
Lời giải chi tiết:
a) Vì \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right)\) nên đường thẳng \({\Delta _1}\) nhận một vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_1}} \) của mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) làm một vectơ chỉ phương.
Vì \({\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)\) nên đường thẳng \({\Delta _2}\) nhận một vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_2}} \) của mặt phẳng \(\left( {{P_2}} \right)\) làm một vectơ chỉ phương.
Do đó, góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) là góc giữa hai vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_1}} \) và \(\overrightarrow {{n_2}} \).
Vậy \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\).
b) Ta có:\(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right) = \cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right|\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 8 trang 74 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\). Lấy hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) sao cho \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right),\) \({\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)\) (Hình 31).
\
a) Nêu cách xác định góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\).
b) Góc đó có phụ thuộc vào việc chọn hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) như trên không?
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về góc giữa hai đường thẳng để tính: Góc giữa hai đường thẳng m và n trong không gian là góc giữa hai đường thẳng a và b cùng đi qua một điểm và tương ứng song song với m và n.
Lời giải chi tiết:
a) Vẽ hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\) cùng đi qua điểm I và lần lượt song song (hoặc trùng) với \({\Delta _1},{\Delta _2}\). Khi đó, góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) là góc giữa hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\).
b) Vì \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right)\) và \(\Delta _1'\) song song (hoặc trùng) với \({\Delta _1}\) nên \(\Delta _1' \bot \left( {{P_1}} \right)\).
Tương tự ta có: \(\Delta _2' \bot \left( {{P_2}} \right)\).
Khi đó, góc giữa hai đường thẳng \(\Delta _1',\Delta _2'\) luôn là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\) nên góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) không phụ thuộc vào việc chọn hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\).
Trả lời câu hỏi Luyện tập 8 trang 74 SGK Toán 12 Cánh diều
Trong Ví dụ 10, tính góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’).
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về góc giữa hai mặt phẳng để tính góc giữa hai mặt phẳng: Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó.
Lời giải chi tiết:
Vì ADD’A’ là hình vuông nên \(AD' \bot A'D\). Vì \(CD \bot \left( {ADD'A'} \right)\) nên \(CD \bot AD'\). Do đó, \(AD' \bot \left( {CDA'B'} \right)\).
Mặt khác, \(C'D' \bot \left( {BCC'B'} \right)\), suy ra góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’) là góc giữa hai đường thẳng AD’ và C’D’, đó là góc AD’C’.
Vì \(C'D' \bot \left( {ADD'A'} \right)\) nên \(C'D' \bot AD'\), suy ra . Do đó, góc giữa hai mặt phẳng (BCC’B’) và (CDA’B’) bằng 90 độ.
Trả lời câu hỏi Hoạt động 9 trang 75 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) và \(\left( {{P_2}} \right)\). Gọi \(\overrightarrow {{n_1}} = \left( {{A_1};{B_1};{C_1}} \right),\overrightarrow {{n_2}} = \left( {{A_2};{B_2};{C_2}} \right)\) lần lượt là hai vectơ pháp tuyến của \(\left( {{P_1}} \right)\), \(\left( {{P_2}} \right)\); \({\Delta _1},{\Delta _2}\) lần lượt là giá của hai vectơ \(\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} \) (Hình 33). So sánh:
a) \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right)\) và \(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\);
b) \(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\) và \(\left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right|\).
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức vectơ pháp tuyến của mặt phẳng để chứng minh: Nếu vectơ \(\overrightarrow n \) khác \(\overrightarrow 0 \) và có giá vuông góc với mặt phẳng (P) thì \(\overrightarrow n \) được gọi là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).
Sử dụng kiến thức về vectơ chỉ phương của đường thẳng để chứng minh: Cho đường thẳng \(\Delta \) và vectơ \(\overrightarrow u \) khác \(\overrightarrow 0 \). Vectơ \(\overrightarrow u \) được gọi là vectơ chỉ phương của đường thẳng \(\Delta \) nếu giá của \(\overrightarrow u \) song song hoặc trùng với \(\Delta \).
Lời giải chi tiết:
a) Vì \({\Delta _1} \bot \left( {{P_1}} \right)\) nên đường thẳng \({\Delta _1}\) nhận một vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_1}} \) của mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) làm một vectơ chỉ phương.
Vì \({\Delta _2} \bot \left( {{P_2}} \right)\) nên đường thẳng \({\Delta _2}\) nhận một vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_2}} \) của mặt phẳng \(\left( {{P_2}} \right)\) làm một vectơ chỉ phương.
Do đó, góc giữa hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) là góc giữa hai vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {{n_1}} \) và \(\overrightarrow {{n_2}} \).
Vậy \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right)\).
b) Ta có:\(\cos \left( {{\Delta _1},{\Delta _2}} \right) = \cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right|\).
Trả lời câu hỏi Luyện tập 9 trang 75 SGK Toán 12 Cánh diều
Cho mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {A;B;C} \right)\). Tính côsin của góc giữa mặt phẳng (P) và các mặt phẳng tọa độ.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về côsin góc giữa hai mặt phẳng để tính: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\), \(\left( {{P_2}} \right)\) có vectơ pháp tuyến lần lượt là \(\overrightarrow {{n_1}} = \left( {{A_1};{B_1};{C_1}} \right)\), \(\overrightarrow {{n_2}} = \left( {{A_2};{B_2};{C_2}} \right)\). Khi đó, ta có: \(\cos \left( {\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)} \right) = \frac{{\left| {{A_1}{A_2} + {B_1}{B_2} + {C_1}{C_2}} \right|}}{{\sqrt {A_1^2 + B_1^2 + C_1^2} .\sqrt {A_2^2 + B_2^2 + C_2^2} }}\).
Lời giải chi tiết:
Mặt phẳng (Oxy) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right)\); mặt phẳng (Oxz) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow j = \left( {0;1;0} \right)\); mặt phẳng (Oyz) có một vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right)\)
Do đó, \(\cos \left( {\left( {Oxy} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {0.A + 0.B + 1.C} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| C \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\);
\(\cos \left( {\left( {Oxz} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {0.A + 1.B + 0.C} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {1^2} + {0^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| B \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\);
\(\cos \left( {\left( {Oyz} \right),\left( P \right)} \right) = \frac{{\left| {1.A + 0.B + 0.C} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {0^2} + {0^2}} \sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }} = \frac{{\left| A \right|}}{{\sqrt {{A^2} + {B^2} + {C^2}} }}\).
Mục 3 trong SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều tập trung vào các kiến thức về đường thẳng và mặt phẳng trong không gian. Đây là một phần quan trọng trong chương trình học, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các định nghĩa, tính chất và phương pháp chứng minh liên quan. Việc giải các bài tập trong mục này không chỉ giúp các em củng cố kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề.
Bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng các định lý về quan hệ song song giữa đường thẳng và mặt phẳng, giữa hai mặt phẳng để chứng minh các tính chất hình học. Cần chú ý đến việc xác định đúng các yếu tố song song và sử dụng các định lý một cách chính xác.
Bài tập này tập trung vào việc chứng minh các tính chất về quan hệ vuông góc giữa đường thẳng và mặt phẳng, giữa hai mặt phẳng. Cần nắm vững các định lý về đường vuông góc chung, đường vuông góc riêng và sử dụng chúng một cách linh hoạt.
Bài tập này yêu cầu học sinh tính toán khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng, từ một điểm đến một đường thẳng, giữa hai đường thẳng chéo nhau và giữa hai mặt phẳng song song. Cần sử dụng các công thức tính khoảng cách một cách chính xác và áp dụng các phương pháp hình học không gian để giải quyết bài toán.
| Công thức | Mô tả |
|---|---|
| d(M, (P)) | Khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P) |
| d(M, d) | Khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng d |
Bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng các kiến thức về quan hệ song song và vuông góc để giải quyết các bài toán thực tế, chẳng hạn như tính góc giữa hai mặt phẳng, xác định hình chiếu của một điểm lên một mặt phẳng. Cần phân tích bài toán một cách kỹ lưỡng và lựa chọn phương pháp giải phù hợp.
Để giải các bài tập trong mục 3 SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều một cách hiệu quả, các em cần:
Hãy dành thời gian ôn tập lý thuyết và làm nhiều bài tập để nắm vững kiến thức. Đừng ngần ngại hỏi thầy cô hoặc bạn bè nếu gặp khó khăn. Chúc các em học tập tốt!
Ngoài SGK Toán 12 tập 2 - Cánh diều, các em có thể tham khảo thêm các tài liệu sau:
Stay updated with the latest technology news, learn new skills with our how-to guides, and discover your next favorite film or album. Explore now!
Khám phá 'Sự Cứu Rỗi Của Thánh Nữ' của Higashino Keigo - một vụ án mạng phức tạp, xoay quanh những bí mật đen tối và góc khuất tâm lý. Đọc ngay để hiểu rõ hơn về sự thật rùng rợn!
Tìm hiểu về Fractal, một khái niệm hình học độc đáo. Bài viết này sẽ hé lộ những điều thú vị về Fractal mà bạn chưa từng biết! Khám phá ngay!
Giải mã paradox - hiện tượng tưởng chừng vô nghĩa nhưng chứa đựng triết lý sâu sắc. Khám phá các loại paradox phổ biến và ứng dụng bất ngờ của chúng! Click để tìm hiểu!
Đắm chìm vào thế giới trinh thám đầy u ám của 'Tên của trò chơi là bắt cóc'. Phân tích sâu về tâm lý nhân vật, ranh giới thiện ác mong manh và những bí mật bị che giấu. Liệu bạn có dám đối mặt với sự thật khi ai cũng là kẻ ác? Khám phá ngay!
Khám phá phương pháp độc đáo giúp con tự tin giải quyết bài tập Toán nâng cao lớp 1. Xem ngay lời giải chi tiết, dễ hiểu và các mẹo học tập hiệu quả! Đừng bỏ lỡ!
