Cho lăng trụ đứng ABC.A’B’C’, có đáy là tam giác vuông cân tại B và \(AC = a\sqrt 2 \) ; cạnh bên AA’ = a. Gọi N là trung điểm của A’C’. Tính góc giữa đường thẳng AN và mặt phẳng \(\left( {A’BC} \right)\).
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(M = A’C \cap AN\).
Gọi \(\varphi \) là góc giữa đường thẳng AN và mặt phẳng \(\left( {A’BC} \right)\), khi đó \(\sin \varphi = \frac{{d\left( {A,\left( {A’BC} \right)} \right)}}{{AM}}\)
Kẻ \(AH \bot A’B\).
Ta có
\(BC \bot \left( {A’AM} \right) \Rightarrow BC \bot AH\).
Có \(\left\{ \begin{array}{l}AH \bot BC\\AH \bot A’B\end{array} \right. \Rightarrow AH \bot \left( {A’BC} \right) \Rightarrow d\left( {A,\left( {A’BC} \right)} \right) = AH\).
Trong tam giác vuông ABC.A’B’C’ ta có \(A{C^2} = A{B^2} + B{C^2} \Leftrightarrow 2A{B^2} = 2{a^2} \Leftrightarrow AB = a\).
Trong tam giác vuông A’AB có \(\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{{A’}^2}}} + \frac{1}{{A{B^2}}} = \frac{1}{{{a^2}}} + \frac{1}{{{a^2}}} = \frac{2}{{{a^2}}} \Rightarrow AH = \frac{{\sqrt 2 }}{2}a\).
Ta có \(\frac{{MN}}{{AM}} = \frac{{A’N}}{{AC}} = \frac{1}{2} \Rightarrow AM = \frac{2}{3}AN = \frac{2}{3}\sqrt {A{{A’}^2} + A'{N^2}} = \frac{{\sqrt 6 }}{3}a\).
Khi đó \(\sin \varphi = \frac{{AH}}{{AM}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow \varphi = 60^\circ \).