Skip to main content

Tính góc giữa hai mặt phẳng (SAB) và (SBC) của kim tự tháp Kheops

Đề bài:

Kim tự tháp Kheops ở Ai Cập có dạng hình chóp S.ABCD, đáy là hình vuông với cạnh dài 230m, các cạnh bên bằng nhau và dài 219m (theo britannica.com) (H.5.38). Tính góc giữa hai mặt phẳng (SAB) và (SBC).

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Hình chóp S.ABCD có đáy vuông cạnh 230m, các cạnh bên bằng nhau và bằng 219m. Cần tìm góc giữa hai mặt phẳng (SAB) và (SBC).
Kiến thức cần dùng
Góc giữa hai mặt phẳng trong không gian Oxyz được tính qua vectơ pháp tuyến: \(\cos\big((P),(Q)\big) = \left|\cos\big(\overrightarrow{n}, \overrightarrow{n'}\big)\right| = \dfrac{|AA' + BB' + CC'|}{\sqrt{A^2+B^2+C^2}\cdot\sqrt{A'^2+B'^2+C'^2}}\). Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng xác định bằng tích có hướng của hai vectơ nằm trong mặt phẳng đó. Vì SA = SB = SC = SD nên SO vuông góc với mặt đáy (ABCD), từ đó tính được chiều cao SO bằng định lý Pythagore.
Phương pháp giải
Có một cách giải chính. Đặt hệ trục tọa độ Oxyz gốc tại tâm O của đáy, trục Oz hướng theo SO. Tính tọa độ các đỉnh S, A, B, C. Tìm vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n_1}\) của (SAB) bằng tích có hướng \([\overrightarrow{SA}, \overrightarrow{AB}]\), tìm vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n_2}\) của (SBC) bằng tích có hướng \([\overrightarrow{SB}, \overrightarrow{BC}]\). Sau đó áp dụng công thức góc giữa hai mặt phẳng.
Ứng dụng thực tế
Khi thiết kế mái nhà dạng hình chóp, người thợ xây cần biết góc giữa hai mặt mái kề nhau để cắt vật liệu cho khớp — bài toán này tính hoàn toàn tương tự.

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...