Chào mừng các em học sinh đến với bài giải chi tiết mục 3 trang 69, 70 SGK Toán 12 tập 2 tại toan9.edu.vn. Bài viết này sẽ cung cấp cho các em những phương pháp giải bài tập hiệu quả, giúp các em hiểu sâu hơn về kiến thức Toán học.
Chúng tôi luôn cố gắng mang đến những tài liệu học tập chất lượng nhất, hỗ trợ các em trong quá trình học tập và ôn thi.
Cho hai mặt phẳng \((\alpha )\) và \((\beta )\) lần lượt có các vectơ pháp tuyến là \(\vec n\) và \(\vec n'\). Lấy hai đường thẳng \(a\), \(a'\) cùng vuông góc với \((\alpha )\), và hai đường thẳng \(b\), \(b'\) cùng vuông góc với \((\beta )\). (Hình 5.28) Hỏi hai góc \((a,b)\) và \((a',b')\) có bằng nhau không? Vì sao?
Trả lời câu hỏi Luyện tập 3 trang 70 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Trong không gian Oxyz, tính góc giữa mặt phẳng \((\alpha ):\sqrt 3 x - y + 2 = 0\) và các mặt phẳng toạ độ \((Oxy)\), \((Oxz)\), \((Oyz)\).
Phương pháp giải:
- Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((\alpha )\).
- Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa các vectơ pháp tuyến của chúng:
\(\cos \theta = \frac{{{{\vec n}_1} \cdot {{\vec n}_2}}}{{|{{\vec n}_1}||{{\vec n}_2}|}}\)
Trong đó, \({\vec n_1} \cdot {\vec n_2}\) là tích vô hướng, \(|{\vec n_1}|\) và \(|{\vec n_2}|\) là độ lớn của các vectơ.
Lời giải chi tiết:
Cho mặt phẳng \((\alpha )\): \(\sqrt 3 x - y + 2 = 0\).
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \(\alpha \): \({\vec n_\alpha } = (\sqrt 3 , - 1,0)\).
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oxy:
- Vectơ pháp tuyến của Oxy: \({\vec n_{Oxy}} = (0,0,1)\).
Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oxy}} = \sqrt 3 .0 + ( - 1).0 + 0.1 = 0\)
Độ lớn:
\(|{\vec n_\alpha }| = \sqrt {3 + 1 + 0} = 2,\quad |{\vec n_{Oxy}}| = \sqrt {0 + 0 + 1} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{0}{{2 \times 1}} = 0\quad \Rightarrow \theta = {90^\circ }\)
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oxz:
- Vectơ pháp tuyến của Oxz: \({\vec n_{Oxz}} = (0,1,0)\).
Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oxz}} = \sqrt 3 .0 + ( - 1).1 + 0.0 = - 1\)
Độ lớn:
\(|{\vec n_{Oxz}}| = \sqrt {0 + 1 + 0} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{{ - 1}}{{2 \times 1}} = - \frac{1}{2}\quad \Rightarrow \theta = {120^\circ }\)
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oyz:
- Vectơ pháp tuyến của Oyz: \({\vec n_{Oyz}} = (1,0,0)\). Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oyz}} = \sqrt 3 .1 + ( - 1).0 + 0.0 = \sqrt 3 \)
Độ lớn:
\(|{\vec n_{Oyz}}| = \sqrt {1 + 0 + 0} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{{\sqrt 3 }}{{2 \times 1}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\quad \Rightarrow \theta = {30^\circ }\)
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 70 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Để chuẩn bị cho chuyến đi dã ngoại, nhóm bạn Đức thiết kế lều cắm trại dạng hình chóp từ giác đều có đáy là hình vuông cạnh 4m. Theo bản vẽ thiết kế thì góc giữa hai mặt bên của lều bằng 60°. Bằng phương pháp tọa độ, hãy tính chiều cao của lều này.
Phương pháp giải:
- Xây dựng hệ tọa độ và xác định tọa độ các điểm
- Xác định vector pháp tuyến của các mặt bên
- Sử dụng công thức tính góc giữa hai mặt phẳng qua vector pháp tuyến
- Giải phương trình để tìm chiều cao
Lời giải chi tiết:
Gọi h là chiều cao cần tìm của hình chóp S.ABCD.
Do mặt đáy là hình vuông cạnh 4m nên \(OA = OB = OC = OD = 2\sqrt 2 \)
Toạ độ các điểm là \(A(2\sqrt 2 ;0;0)\), \(B(0;2\sqrt 2 ;0)\), \(C( - 2\sqrt 2 ;0;0)\), \(D(0; - 2\sqrt 2 ;0)\) và \(S(0;0;h)\).
Vectơ chỉ phương của mặt phẳng SAB là \(\overrightarrow {AB} = ( - 2\sqrt 2 ;2\sqrt 2 ;0)\) và \(\overrightarrow {SA} = (2\sqrt 2 ;0; - h)\)
Suy ra vectơ pháp tuyến của mặt phẳng SAB là
\(\overrightarrow {{n_{SAB}}} = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {SA} = (2\sqrt 2 .( - h) - 0.0;\,\,\,0.2\sqrt 2 - ( - 2\sqrt 2 ).( - h);\,\,\,( - 2\sqrt 2 ).0 - 2\sqrt 2 .2\sqrt 2 = ( - 2\sqrt 2 .h; - 2\sqrt 2 .h; - 8)\)
Vectơ chỉ phương của mặt phẳng SCD là \(\overrightarrow {DC} = ( - 2\sqrt 2 ;2\sqrt 2 ;0)\) và \(\overrightarrow {SC} = ( - 2\sqrt 2 ;0; - h)\)
Suy ra vectơ pháp tuyến của mặt phẳng SCD là
\(\overrightarrow {{n_{SCD}}} = \overrightarrow {DC} .\overrightarrow {SC} = (2\sqrt 2 .( - h) - 0.0;\,\,\,0.( - 2\sqrt 2 ) - ( - 2\sqrt 2 ).( - h);\,\,\,( - 2\sqrt 2 ).0 - 2\sqrt 2 .( - 2\sqrt 2 )) = ( - 2\sqrt 2 .h; - 2\sqrt 2 .h;8)\)
Ta có:
\(\overrightarrow {{n_{SAB}}} .\overrightarrow {{n_{SCD}}} = 8{h^2} + 8{h^2} - 64 = 16{h^2} - 64 = 16({h^2} - 4)\)
\(\left| {\overrightarrow {{n_{SAB}}} } \right| = \sqrt {8{h^2} + 8{h^2} + 64} = \sqrt {16{h^2} + 64} = 4\sqrt {{h^2} + 4} \)
\(\left| {\overrightarrow {{n_{SCD}}} } \right| = \sqrt {8{h^2} + 8{h^2} + 64} = \sqrt {16{h^2} + 64} = 4\sqrt {{h^2} + 4} \)
Góc giữa hai mặt phẳng SAB và SCD bằng 60° nên suy ra:
\(\cos 60^\circ = \frac{{16({h^2} - 4)}}{{4\sqrt {{h^2} + 4} .4\sqrt {{h^2} + 4} }} = \frac{{16({h^2} - 4)}}{{16({h^2} + 4)}} = \frac{{{h^2} - 4}}{{{h^2} + 4}} = \frac{1}{2}\)
\( \Leftrightarrow 2{h^2} - 8 = {h^2} + 4\)
\( \Leftrightarrow {h^2} = 12\)
\( \Leftrightarrow h = \sqrt {12} = 2\sqrt 3 \)
Vậy chiều cao của lều là \(2\sqrt 3 \)m.
Trả lời câu hỏi Hoạt động 3 trang 69 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho hai mặt phẳng \((\alpha )\) và \((\beta )\) lần lượt có các vectơ pháp tuyến là \(\vec n\) và \(\vec n'\). Lấy hai đường thẳng \(a\), \(a'\) cùng vuông góc với \((\alpha )\), và hai đường thẳng \(b\), \(b'\) cùng vuông góc với \((\beta )\). (Hình 5.28) Hỏi hai góc \((a,b)\) và \((a',b')\) có bằng nhau không? Vì sao?
Phương pháp giải:
Sử dụng tính chất góc giữa hai đường thẳng sẽ bằng góc giữa hai vectơ chỉ phương của chúng.
Lời giải chi tiết:
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((\alpha )\) là \(\vec n\), và của mặt phẳng \((\beta )\) là \(\vec n'\).
Nếu hai đường thẳng \(a\) và \(a'\) vuông góc với \((\alpha )\), và \(b\) và \(b'\) vuông góc với \((\beta )\), thì hai vectơ \(\vec n\) và \(\vec n'\)lần lượt là hai vectơ chỉ phương của \(a\) và \(a'\), \(b\) và \(b'\).
Mà góc giữa hai đường thẳng bằng góc giữa hai vectơ chỉ phương của chúng nên
\((a,b) = (a',b')\) do cùng bằng với góc \((\overrightarrow n ,\overrightarrow {n'} )\).
Vậy nếu \(\vec a\) vuông góc với \((\alpha )\) và \(\vec b\) vuông góc với \((\beta )\), thì hai góc \((a,b)\) và \((a',b')\) sẽ bằng nhau vì cùng liên quan đến vectơ pháp tuyến \(\vec n\) và \(\vec n'\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 3 trang 69 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho hai mặt phẳng \((\alpha )\) và \((\beta )\) lần lượt có các vectơ pháp tuyến là \(\vec n\) và \(\vec n'\). Lấy hai đường thẳng \(a\), \(a'\) cùng vuông góc với \((\alpha )\), và hai đường thẳng \(b\), \(b'\) cùng vuông góc với \((\beta )\). (Hình 5.28) Hỏi hai góc \((a,b)\) và \((a',b')\) có bằng nhau không? Vì sao?
Phương pháp giải:
Sử dụng tính chất góc giữa hai đường thẳng sẽ bằng góc giữa hai vectơ chỉ phương của chúng.
Lời giải chi tiết:
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((\alpha )\) là \(\vec n\), và của mặt phẳng \((\beta )\) là \(\vec n'\).
Nếu hai đường thẳng \(a\) và \(a'\) vuông góc với \((\alpha )\), và \(b\) và \(b'\) vuông góc với \((\beta )\), thì hai vectơ \(\vec n\) và \(\vec n'\)lần lượt là hai vectơ chỉ phương của \(a\) và \(a'\), \(b\) và \(b'\).
Mà góc giữa hai đường thẳng bằng góc giữa hai vectơ chỉ phương của chúng nên
\((a,b) = (a',b')\) do cùng bằng với góc \((\overrightarrow n ,\overrightarrow {n'} )\).
Vậy nếu \(\vec a\) vuông góc với \((\alpha )\) và \(\vec b\) vuông góc với \((\beta )\), thì hai góc \((a,b)\) và \((a',b')\) sẽ bằng nhau vì cùng liên quan đến vectơ pháp tuyến \(\vec n\) và \(\vec n'\).
Trả lời câu hỏi Luyện tập 3 trang 70 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Trong không gian Oxyz, tính góc giữa mặt phẳng \((\alpha ):\sqrt 3 x - y + 2 = 0\) và các mặt phẳng toạ độ \((Oxy)\), \((Oxz)\), \((Oyz)\).
Phương pháp giải:
- Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((\alpha )\).
- Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa các vectơ pháp tuyến của chúng:
\(\cos \theta = \frac{{{{\vec n}_1} \cdot {{\vec n}_2}}}{{|{{\vec n}_1}||{{\vec n}_2}|}}\)
Trong đó, \({\vec n_1} \cdot {\vec n_2}\) là tích vô hướng, \(|{\vec n_1}|\) và \(|{\vec n_2}|\) là độ lớn của các vectơ.
Lời giải chi tiết:
Cho mặt phẳng \((\alpha )\): \(\sqrt 3 x - y + 2 = 0\).
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \(\alpha \): \({\vec n_\alpha } = (\sqrt 3 , - 1,0)\).
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oxy:
- Vectơ pháp tuyến của Oxy: \({\vec n_{Oxy}} = (0,0,1)\).
Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oxy}} = \sqrt 3 .0 + ( - 1).0 + 0.1 = 0\)
Độ lớn:
\(|{\vec n_\alpha }| = \sqrt {3 + 1 + 0} = 2,\quad |{\vec n_{Oxy}}| = \sqrt {0 + 0 + 1} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{0}{{2 \times 1}} = 0\quad \Rightarrow \theta = {90^\circ }\)
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oxz:
- Vectơ pháp tuyến của Oxz: \({\vec n_{Oxz}} = (0,1,0)\).
Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oxz}} = \sqrt 3 .0 + ( - 1).1 + 0.0 = - 1\)
Độ lớn:
\(|{\vec n_{Oxz}}| = \sqrt {0 + 1 + 0} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{{ - 1}}{{2 \times 1}} = - \frac{1}{2}\quad \Rightarrow \theta = {120^\circ }\)
Góc giữa mặt phẳng \((\alpha )\) và Oyz:
- Vectơ pháp tuyến của Oyz: \({\vec n_{Oyz}} = (1,0,0)\). Tích vô hướng:
\({\vec n_\alpha } \cdot {\vec n_{Oyz}} = \sqrt 3 .1 + ( - 1).0 + 0.0 = \sqrt 3 \)
Độ lớn:
\(|{\vec n_{Oyz}}| = \sqrt {1 + 0 + 0} = 1\)
\(\cos \theta = \frac{{\sqrt 3 }}{{2 \times 1}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\quad \Rightarrow \theta = {30^\circ }\)
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 70 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Để chuẩn bị cho chuyến đi dã ngoại, nhóm bạn Đức thiết kế lều cắm trại dạng hình chóp từ giác đều có đáy là hình vuông cạnh 4m. Theo bản vẽ thiết kế thì góc giữa hai mặt bên của lều bằng 60°. Bằng phương pháp tọa độ, hãy tính chiều cao của lều này.
Phương pháp giải:
- Xây dựng hệ tọa độ và xác định tọa độ các điểm
- Xác định vector pháp tuyến của các mặt bên
- Sử dụng công thức tính góc giữa hai mặt phẳng qua vector pháp tuyến
- Giải phương trình để tìm chiều cao
Lời giải chi tiết:
Gọi h là chiều cao cần tìm của hình chóp S.ABCD.
Do mặt đáy là hình vuông cạnh 4m nên \(OA = OB = OC = OD = 2\sqrt 2 \)
Toạ độ các điểm là \(A(2\sqrt 2 ;0;0)\), \(B(0;2\sqrt 2 ;0)\), \(C( - 2\sqrt 2 ;0;0)\), \(D(0; - 2\sqrt 2 ;0)\) và \(S(0;0;h)\).
Vectơ chỉ phương của mặt phẳng SAB là \(\overrightarrow {AB} = ( - 2\sqrt 2 ;2\sqrt 2 ;0)\) và \(\overrightarrow {SA} = (2\sqrt 2 ;0; - h)\)
Suy ra vectơ pháp tuyến của mặt phẳng SAB là
\(\overrightarrow {{n_{SAB}}} = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {SA} = (2\sqrt 2 .( - h) - 0.0;\,\,\,0.2\sqrt 2 - ( - 2\sqrt 2 ).( - h);\,\,\,( - 2\sqrt 2 ).0 - 2\sqrt 2 .2\sqrt 2 = ( - 2\sqrt 2 .h; - 2\sqrt 2 .h; - 8)\)
Vectơ chỉ phương của mặt phẳng SCD là \(\overrightarrow {DC} = ( - 2\sqrt 2 ;2\sqrt 2 ;0)\) và \(\overrightarrow {SC} = ( - 2\sqrt 2 ;0; - h)\)
Suy ra vectơ pháp tuyến của mặt phẳng SCD là
\(\overrightarrow {{n_{SCD}}} = \overrightarrow {DC} .\overrightarrow {SC} = (2\sqrt 2 .( - h) - 0.0;\,\,\,0.( - 2\sqrt 2 ) - ( - 2\sqrt 2 ).( - h);\,\,\,( - 2\sqrt 2 ).0 - 2\sqrt 2 .( - 2\sqrt 2 )) = ( - 2\sqrt 2 .h; - 2\sqrt 2 .h;8)\)
Ta có:
\(\overrightarrow {{n_{SAB}}} .\overrightarrow {{n_{SCD}}} = 8{h^2} + 8{h^2} - 64 = 16{h^2} - 64 = 16({h^2} - 4)\)
\(\left| {\overrightarrow {{n_{SAB}}} } \right| = \sqrt {8{h^2} + 8{h^2} + 64} = \sqrt {16{h^2} + 64} = 4\sqrt {{h^2} + 4} \)
\(\left| {\overrightarrow {{n_{SCD}}} } \right| = \sqrt {8{h^2} + 8{h^2} + 64} = \sqrt {16{h^2} + 64} = 4\sqrt {{h^2} + 4} \)
Góc giữa hai mặt phẳng SAB và SCD bằng 60° nên suy ra:
\(\cos 60^\circ = \frac{{16({h^2} - 4)}}{{4\sqrt {{h^2} + 4} .4\sqrt {{h^2} + 4} }} = \frac{{16({h^2} - 4)}}{{16({h^2} + 4)}} = \frac{{{h^2} - 4}}{{{h^2} + 4}} = \frac{1}{2}\)
\( \Leftrightarrow 2{h^2} - 8 = {h^2} + 4\)
\( \Leftrightarrow {h^2} = 12\)
\( \Leftrightarrow h = \sqrt {12} = 2\sqrt 3 \)
Vậy chiều cao của lều là \(2\sqrt 3 \)m.
Mục 3 trang 69, 70 SGK Toán 12 tập 2 thường xoay quanh các chủ đề về tích phân, ứng dụng của tích phân trong tính diện tích, thể tích. Đây là một phần quan trọng trong chương trình Toán 12, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các khái niệm và kỹ năng liên quan.
Để hiểu rõ hơn về nội dung của mục 3, chúng ta sẽ đi qua từng bài tập cụ thể. Các bài tập thường bao gồm:
Để giải các bài tập tích phân một cách hiệu quả, các em cần nắm vững các phương pháp sau:
Đề bài: Tính tích phân ∫(x^2 + 1) dx từ 0 đến 1.
Giải:
∫(x^2 + 1) dx = (x^3)/3 + x + C
∫(x^2 + 1) dx từ 0 đến 1 = [(1^3)/3 + 1] - [(0^3)/3 + 0] = 1/3 + 1 = 4/3
Vậy, kết quả của tích phân là 4/3.
Để tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường cong y = f(x), y = g(x), x = a và x = b, ta sử dụng công thức:
Diện tích = ∫(f(x) - g(x)) dx từ a đến b (với f(x) ≥ g(x) trên đoạn [a, b])
Để tính thể tích vật thể tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường cong y = f(x), y = g(x), x = a và x = b quanh trục Ox, ta sử dụng công thức:
Thể tích = π ∫[f(x)^2 - g(x)^2] dx từ a đến b (với f(x) ≥ g(x) trên đoạn [a, b])
Để củng cố kiến thức và kỹ năng giải bài tập, các em nên luyện tập thêm các bài tập khác trong SGK và các tài liệu tham khảo. Hãy tìm kiếm các bài giải chi tiết trên toan9.edu.vn để hiểu rõ hơn về cách giải.
Trong quá trình học tập, hãy luôn đặt câu hỏi và tìm kiếm sự giúp đỡ từ giáo viên và bạn bè. Đừng ngại thử thách bản thân với những bài tập khó hơn. Chúc các em học tập tốt và đạt kết quả cao trong môn Toán!
| Công thức | Mô tả |
|---|---|
| ∫f(x) dx | Tích phân bất định của hàm số f(x) |
| ∫ab f(x) dx | Tích phân xác định của hàm số f(x) từ a đến b |
Dive into the world of innovation with comprehensive technology news, master skills with our easy-to-follow how-to guides, and explore captivating film & music reviews. Your ultimate A-Z resource for tech and entertainment awaits. Start exploring 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 'đừng đùa với tình yêu của phái đẹp'!
Khám phá phân dạng - một khái niệm toán học kỳ diệu, ẩn sau vẻ đẹp của tự nhiên và nghệ thuật. Tìm hiểu về tính bất ngờ và ứng dụng của phân dạng trong thế giới xung quanh bạn!
Khám phá khái niệm paradox một cách dễ hiểu. Tìm hiểu những ví dụ thú vị, từ logic đến đời thường, và cách chúng thách thức nhận thức của bạn. Đọc ngay!
Đánh giá chi tiết cuốn sách 'Tên của trò chơi là bắt cóc', khám phá cách tác giả xây dựng những nhân vật phản diện phức tạp và góc nhìn độc đáo về động cơ phạm tội. Đọc ngay để hiểu rõ hơn!
Tìm lời giải chi tiết cho các bài tập toán nâng cao lớp 1 cực khó. Hướng dẫn từng bước giúp bé tự tin chinh phục kiến thức toán học, phát triển tư duy logic và kỹ năng giải quyết vấn đề.
