Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là tài liệu được biên soạn công phu, giúp ích rất nhiều cho các bạn ôn thi THPT quốc gia. Tài liệu gồm tóm tắt lí thuyết và bài tập hay, cơ bản. Phần 1 tác giả biên soạn 2 chương góc và khoảng cách. Tuần tới, tác giả sẽ tiếp tục với phần 2 tiếp tục các bài toán về khoảng cách và góc những vấn đề trọng tâm của bài hình không gian thi THPT.
Chương 1 GÓC 1 1.1. GÓC GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG CHƯƠNG 1. GÓC 1.1 Góc giữa hai đường thẳng Lí thuyết. 1. Khái niệm: Góc giữa hai đường thẳng a và b trong không gian là góc giữa hai đường thẳng a và b cùng đi qua một điểm và lần lượt song song với a và b. 2. Chú ý: 0 0 ≤ ( a, b) ≤ 90 0 . 3. Cách xác định góc giữa hai đường thẳng a và b: • B1: Chọn điểm O trong không gian sao cho từ O có thể xác định các đường a và b lần lượt song song với a và b. • B2: Trên a và b chọn M và N (khác O), từ đó tính được cos MON theo định lí cos cos MON = OM 2 + ON 2 − MN 2 2.OM.ON • Nếu cos MON ≥ 0 thì ( a, b) = MON. Còn nếu cos MON < 0 thì ( a, b) = 180 0 − MON. Bài tập. 1. Cho hình lập phương ABCD.A B C D . Tính góc giữa các cặp đường thẳng sau đây: (a) AB và B C . (b) AC và B C . (c) A C và B C. 2. Cho hình chóp S.ABC có SA = SB = SC = AB = AC = a và BC = a √ 2. Tính góc giữa SC và AB. 3. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2a, SA = a, SB = a √ 3 và (SAB) vuông góc với đáy. Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, BC. Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng SM, DN. 4. Cho lăng trụ ABC.A B C có độ dài cạnh bên bằng 2a, đáy ABC là tam giác vuông tại A, AB = a, AC = a √ 3 và hình chiếu vuông góc của đỉnh A trên mp(ABC) là trung điểm của cạnh BC. Tính cosin góc giữa hai đường thẳng AA và B C . 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, mặt bên SAB là tam giác đều và SC = a √ 2. Gọi H và K lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và AD. (a) Chứng minh SH ⊥ (ABCD), AC ⊥ (SHK). (b) Tính số đo góc giữa SC và mp(SHD). 2 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn CHƯƠNG 1. GÓC 1.2. GÓC GIỮA ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG 1.2 Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng Lí thuyết. 1. Khái niệm: Cho đường thẳng d và mặt phẳng (α). • Nếu d vuông góc với (α) thì ( d, (α)) = 90 0 . • Nếu d không vuông góc với (α) thì ( d, (α)) = ( d, d ). 2. Chú ý: 0 0 ≤ ( d, (α)) ≤ 90 0 . 3. Cách xác định góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng α. • Nếu d ⊥ α thì ( d, (α)) = 90 0 . • Nếu d α thì ( d, (α)) = 0 0 . • Nếu d và α không song song, cũng không vuông góc thì: B1: Xác định điểm O = d ∩ (α). B2: Trên đường thẳng d ta chọn điểm A (khác O) sao cho ta có thể xác định được hình chiếu H của A trên (α). B3: ( d, (α)) = AOH. Bài tập. 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh a, có cạnh SA = a √ 2 và SA vuông góc với đáy. (a) Gọi M và N lần lượt là hình chiếu của điểm A lên các đường thẳng SB và SD. Tính góc giữa đường thẳng SC và mp(AM N ). (b) Tính góc giữa đường thẳng SC và mp(ABCD). 2. Cho tứ diện ABCD có AB, BC, CD đôi một vuông góc và AB = a, BC = b, CD = c. (a) Tính độ dài AD. 3 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn 1.3. GÓC GIỮA HAI MẶT PHẲNG CHƯƠNG 1. GÓC (b) Tính góc giữa đường thẳng AD và mp(BCD), góc giữa đường thẳng AD và mp(ABC). 3. Cho hình chóp S.ABCD, đáy là hình thang vuông tại A, SA vuông góc với đáy, AD = 2BC = 2AB = 2a, SA = a √ 3. Tính góc giữa (a) các cạnh bên của hình chóp với mặt đáy (ABCD). (b) SB, SC với mặt bên (SAD). 4. Cho lăng trụ ABC.A B C , ABC là tam giác vuông cân, AB = BC = a, B A = B B = B C = a. Tính góc giữa B B với mp(ABC) và mp(B AC). 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a. SA vuông góc với đáy và SA = a √ 6. (a) Gọi AH là đường cao của tam giác SAB. Chứng minh AH vuông góc với mp(SBC) và tính AH. (b) Tính góc giữa đường thẳng SC và mp(ABCD). 1.3 Góc giữa hai mặt phẳng Lí thuyết. 1. Khái niệm: Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng đó. 2. Chú ý: 0 0 ≤ ( (α), (β)) ≤ 90 0 . 3. Cách xác định góc giữa hai mặt phẳng: B1: Xác định giao tuyến d = (α)∩(β). B2: Lấy A trên (α). Gọi H, O lần lượt là hình chiếu của A trên (β), d. Khi đó ( (α), (β)) = AOH. Bài tập. 1. Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác đều ABC cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với đáy và SA = a 2 . Tính góc giữa hai mặt phẳng (ABC) và (SBC). 4 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn CHƯƠNG 1. GÓC 1.3. GÓC GIỮA HAI MẶT PHẲNG 2. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh a, SA = a vuông góc với đáy. (a) Chứng tỏ các mặt bên của hình chóp là tam giác vuông. (b) Tính cos( (SBC), (SDC)). 3. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thang vuông ABCD tại A và D có AB = 2a, AD = DC = a. SA vuông góc với mặt phẳng đáy, SA = a. Xác định góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABCD). 4. Hình chóp S.ABCD có SA = SB = SC = SD, đáy là hình bình hành. Xác định góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABCD). 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi cạnh a, A = 60 0 , SA = SB = SD = a √ 3 2 . Tính góc giữa mặt phẳng (SBD) và (ABCD). 5 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn Chương 2 Khoảng cách 6 CHƯƠNG 2. KHOẢNG CÁCH 2.1. KHOẢNG CÁCH TỪ MỘT ĐIỂM ĐẾN MỘT ĐƯỜNG THẲNG 2.1 Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi tâm O, SA = AB = 2a, ABC = 60 0 và SA ⊥ (ABCD). (a) Tính khoảng cách từ O đến SC. (b) Tính khoảng cách từ O và D đến SB. 2. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, tâm O, SA = a và vuông góc với đáy. Gọi I, M theo thứ tự là trung điểm của SC, AB. (a) Tính khoảng cách từ I đến CM. (b) Tính khoảng cách từ S đến CM . 3. *Cho chóp S.ABCD có đáy là hình thang vuông đường cao AB = a, BC = 2a, SA = a và vuông góc với (ABCD). SC ⊥ BD. Gọi M là điểm trên SA. Đặt AM = x, với 0 ≤ x ≤ a. Tính khoảng cách từ D đến BM theo a và x. Tìm các giá trị của x để khoảng cách này đạt GTLN, GTNN. 7 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn 2.2. KHOẢNG CÁCH TỪ MỘT ĐIỂM TỚI MỘT MẶT PHẲNG CHƯƠNG 2. KHOẢNG CÁCH 2.2 Khoảng cách từ một điểm tới một mặt phẳng 2.2.1 Phương pháp trực tiếp Tìm khoảng cách từ một điểm A đến mặt phẳng (P ) theo các bước như sau: • B1: Chọn trong (P ) một đường thẳng d, rồi dựng mp (Q) qua A vuông góc với d (nên chọn d sao cho (Q) dễ dựng). Trước khi chọn d và (Q) nên xem xét d và (Q) đã có sẵn trên hình vẽ chưa. • B2: Xác định đường thẳng c = (P ) ∩ (Q). • B3: Dựng AH vuông góc với c tại H. Khi đó d(A, (P )) = AH. 1. (Cơ bản 1) Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với đáy. Tam giác ABC không vuông tại B, C. Vẽ AE ⊥ BC, AH ⊥ SE. Chứng minh AH ⊥ (SBC). 2. (Cơ bản 2) Cho hình chóp S.ABC, SA vuông góc với đáy (ABC). Tam giác ABC vuông tại B. Vẽ AH ⊥ SB. Chứng minh AH ⊥ (SBC). 3. Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với đáy, SA = 4, AB = 3, AC = 4, BC = 5. Tính d(A, (SBC)). (DS : a √ 34 17 ). 4. Cho chóp S.ABC có SA vuông góc với đáy. Tam giác ABC vuông tại B. SA = BC = AB = a. Tính d(A, (SBC)). (DS : a √ 2 ) 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi, A = 90 0 , BD = a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy. Góc giữa mp(SBC) và mặt đáy là 60 0 . Tính d(A, (SCB)). 6. Cho chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông tại B, BA = 3a, BC = 4a, (SBC) ⊥ (ABC). Biết SB = 2a √ 3, SBC = 30 0 . Tính d(B, (SAC)). 2.2.2 Phương pháp đổi điểm • TH1: Nếu AM (P ) thì d(A, (P )) = d(M, (P )). • TH2: Nếu AM (P ) thì AM cắt (P ) tại I. Khi đó d(A, (P )) d(M, (P )) = IA IM ⇒ d(A, (P )) = IA IM .d(M, (P )) . 8 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn CHƯƠNG 2. KHOẢNG CÁCH2.3. KHOẢNG CÁCH GIỮA ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, mặt bên (SAB) là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi H là trung điểm của AB. (a) Tính khoảng cách từ H đến (SCD). (b) Tính khoảng cách từ A đến (SCD). 2. Cho lăng trụ đứng ABC.A B C có đáy ABC là tam giác vuông, AB = BC = a. Cạnh bên AA = a √ 2. Gọi M là trung điểm của BC, E là trung điểm của BB . Tính khoảng cách từ B đến (AME). 3. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông tâm O cạnh a, SA = a √ 3 và vuông góc với (ABCD). (a) Tính khoảng cách từ trung điểm M của SC tới (ABCD). (b) Tính khoảng cách từ A đến (SBC), từ đó suy ra khoảng cách từ O đến (SBC). (c) Tính khoảng cách từ trọng tâm G của tam giác SAB tới (SAC). 4. Cho lăng trụ đứng ABC.A B C có đáy là tam giác vuông tại B, AB = a, AA = 2a, A C = 3a. Gọi M là trung điểm của A C , I là giao của AM và A C. Tính khoảng cách từ A đến (IBC). 5. Cho chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, SD = 3a 2 . Hình chiếu vuông góc của S trên mp(ABCD) là trung điểm của AB. Tính khoảng cách từ A đến (SBD). 2.3 Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song Tính khoảng cách từ đường thẳng d đến mặt phẳng (P ) song song ta thực hiện các bước sau: • B1: Chọn một điểm A trên d sao cho dễ tính nhất khoảng cách d(A, (P )). • B2: d(d, (P )) = d(A, (P )). 1. Cho hình chóp S.ABCD có SA = a √ 6 và vuông góc với mp(ABCD). Đáy ABCD là nửa lục giác đều nội tiếp trong đường tròn đường kính 2a. Tính khoảng cách từ AD đến (SBC). 2. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B, SA vuông góc với đáy (ABC). Biết AC = 2a, SA = a. Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của AB, BC, SB. Tính khoảng cách từ MP đến (SAC). 9 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn 2.4. KHOẢNG CÁCH GIỮA HAI MẶT PHẲNG SONG SONG CHƯƠNG 2. KHOẢNG CÁCH 2.4 Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng (P ) và (Q) song song ta thực hiện các bước sau: • B1: Chọn một điểm A trên (P ) sao cho dễ tính nhất khoảng cách d(A, (P )). • B2: d((P ), (Q)) = d(A, (Q)). 1. Cho hình hộp thoi ABCD.A B C D có tất cả các cạnh đều bằng a và BAD = BAA = DAA = 60 0 . Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng đáy (ABCD) và (A B C D ). 2. Cho lăng trụ tam giác ABC.A B C có đáy là tam giác đều cạnh a và các mặt (AA B ), (AA C ), (AB C ) tạo với mặt đáy góc 60 0 . Tính khoảng cách giữa hai mặt đáy (ABC) và (A B C ). 10 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 01266.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn . minh SH ⊥ (ABCD), AC ⊥ (SHK). (b) Tính số đo góc giữa SC và mp(SHD). 2 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 0126 6.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn CHƯƠNG 1. GÓC 1.2. GÓC GIỮA ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT. BC, CD đôi một vuông góc và AB = a, BC = b, CD = c. (a) Tính độ dài AD. 3 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 0126 6.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn 1.3. GÓC GIỮA HAI MẶT PHẲNG CHƯƠNG 1. GÓC (b). góc với đáy và SA = a 2 . Tính góc giữa hai mặt phẳng (ABC) và (SBC). 4 Hình học lớp 12 G.V Vũ Thị Thúy Hà 0126 6.289.865 havtt@hanoiacademy.edu.vn CHƯƠNG 1. GÓC 1.3. GÓC GIỮA HAI MẶT PHẲNG 2.