Câu hỏi:
70 lượt xemCho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a, cạnh bên SA = . Gọi SM, SN lần lượt là đường cao của tam giác SAD và tam giác SBC.
a) Chứng minh rằng (SMN) (ABCD).
b) Tính số đo của góc nhị diện [S, AD, B].
c) Tính theo a thể tích khối chóp S.ABCD.
Lời giải
Hướng dẫn giải:
a) Gọi O là giao điểm của AC và BD. Vì ABCD là hình vuông nên O là trung điểm của AC, BD.
Vì SM là đường cao của tam giác SAD nên AD SM.
Do ABCD là hình vuông nên AD // BC do đó BC SM, mà BC SN (do SN là đường cao của tam giác SBC) nên BC (SMN).
Lại có BC (ABCD) nên (SMN) (ABCD).
b) Vì các tam giác SAD, SBC là các tam giác cân, SM, SN lần lượt là đường cao của tam giác SAD và tam giác SBC nên M, N lần lượt là trung điểm của AD, BC.
Vì MN đi qua O nên OM AD mà SM AD nên [S, AD, B] = .
ABCD là hình vuông cạnh a nên MN = a, OM = ON = .
Xét tam giác ABC vuông tại B, có AC = .
Mà O là trung điểm của AC nên OA = .
Vì S.ABCD là hình chóp đều nên SO (ABCD).
Xét tam giác SAO vuông tại O, có SO = .
Xét tam giác SOM vuông tại O, SM = .
Tương tự, SN = a. Suy ra SM = SN = MN = a.
Do đó tam giác SMN là tam giác đều. Suy ra = 60o.
Vậy góc nhị diện [S, AD, B] bằng 60°.
c) .