Hai mặt phẳng vuông góc (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

320

Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Hai mặt phẳng vuông góc (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải) Toán 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Toán.

Mời các bạn đón xem:

Hai mặt phẳng vuông góc (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

A. Lý thuyết Hai mặt phẳng vuông góc

I. GÓC GIỮA HAI MẶT PHẲNG 

1. Định nghĩa

     (ảnh 1)

    Góc giữa hai mặt phẳng là góc giữa hai đường thẳng lần lượt vuông góc với hai mặt phẳng.

2. Diện tích hình chiếu của một đa giác

    Gọi S là diện tích của đa giác H trong mặt phẳng (α) và S’ là diện tích hình chiếu của H’ của H trên mặt phẳng (β) thì S’ = S.cosφ trong đó φ là góc giữa hai mặt phẳng (α) và (β).

II. HAI MẶT PHẲNG VUÔNG GÓC

1. Định nghĩa

    Hai mặt phẳng gọi là vuông góc với nhau nếu góc giữa chúng bằng 90°

    Nếu hai mặt phẳng (α) và (β) vuông góc với nhau ta kí hiệu (α) ⊥ (β).

2.Định lí

Định lí 1 (Điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc)

    Nếu một mặt phẳng chứa một đường thẳng vuông góc với một mặt phẳng khác thì hai mặt phẳng đó vuông góc với nhau.

Hệ quả 1

    Nếu hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì bất cứ đường thẳng nào nằm trong mặt phẳng này và vuông góc với giao tuyến thì vuông góc với mặt phẳng kia.

Hệ quả 2

    Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc với nhau và A là một điểm nằm trong (P) thì đường thẳng a đi qua điểm A và vuông góc với (Q) sẽ nằm trong (P).

Định lí 2

    Nếu hai mặt phẳng cắt nhau và cùng vuông góc với mặt phẳng thứ ba thì giao tuyến của chúng vuông góc với mặt phẳng thứ ba đó.

III. HÌNH LĂNG TRỤ ĐỨNG, HÌNH HỘP CHỮ NHẬT, HÌNH LẬP PHƯƠNG

1. Định nghĩa

     (ảnh 2)

Hình lăng trụ đứng là hình lăng trụ có cạnh bên vuông góc với mặt phẳng đáy.

     (ảnh 3)

Hình lăng trụ đều là hình lăng trụ đứng có đáy là đa giác đều.

     (ảnh 4)

Hình hộp đứng là hình lăng trụ đứng có đáy là hình bình hành.

     (ảnh 5)

Hình hộp chữ nhật là hình hộp đứng có đáy là hình chữ nhật.

     (ảnh 6)

Hình lập phương là hình hộp chữ nhật có tất cả các cạnh bằng nhau.

2. Nhận xét

    Các mặt bên của hình lăng trụ đứng luôn luôn vuông góc với mặt phẳng đáy và là những hình chữ nhật.

IV. HÌNH CHÓP ĐỀU VÀ HÌNH CHÓP CỤT ĐỀU

1. Hình chóp đều

    Một hình chóp được gọi là hình chóp đều nếu nó có đáy là một đa giác đều và có chân đường cao trùng với tâm của đa giác đáy.

Nhận xét

    + Hình chóp đều có các mặt bên là những tam giác cân bằng nhau. Các mặt bên tạo với đáy các góc bằng nhau.

    + Các cạnh bên của hình chóp đều tạo với đáy các góc bằng nhau.

2. Hình chóp cụt đều

    Khi cắt hình chóp đều bởi một mặt phẳng song song với đáy để được một hình chóp cụt thì hình chóp cụt đó được gọi là hình chóp cụt đều.

B. Bài tập Hai mặt phẳng vuông góc

Câu 1: Cho hình chóp S.ABCD, đáy ABCD là hình vuông, SA(ABCD). Gọi α là mặt phẳng chứa AB và vuông góc với (SCD)α cắt chóp S.ABCD theo thiết diện là hình gì?

A. hình bình hành.

B. hình thang vuông.

C. hình thang không vuông.

D. hình chữ nhật.

Đáp án: B

Câu 2: Cho hình chóp S.ABCD với ABCD là hình chữ nhật tâm O có AB=a, AD=2a. SA vuông góc với đáy và SA=a. Gọi P là mặt phẳng qua SO và vuông góc với SAD. Diện tích thiết diện của P và hình chóp S.ABCD bằng bao nhiêu?

A. a232

B. a222

C. a22

D. a2

Đáp án: B

Câu 3: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thứ ba thì vuông góc với nhau.

B. Qua một đường thẳng cho trước có duy nhất một mặt phẳng vuông góc với một mặt phẳng cho trước.

C. Các mặt phẳng cùng đi qua một điểm cho trước và vuông góc với một mặt phẳng cho trước thì luôn đi qua một đường thẳng cố định.

D. Hai mặt phẳng cùng song song với một mặt phẳng thứ ba thì song song với nhau.

Đáp án: C

Câu 4: Chọn mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau đây:

A. Cho hai đường thẳng a và b vuông góc với nhau, mặt phẳng nào vuông góc với đường này thì song song với đường kia.

B. Cho đường thẳng a vuông góc với anpha , mọi mặt phẳng beta chứa a thì beta vuông góc với a.

C. Cho hai đường thẳng chéo nhau a và b, luôn luôn có mặt phẳng chứa đường này và vuông góc với đường thẳng kia.

D. Cho hai đường thẳng a và b vuông góc với nhau, nếu mặt phẳng α chứa a và mặt phẳng β chứa b thì αβ.

Đáp án: B

Câu 5: Cho hình chóp tứ giác S.ABCD có đáy là hình vuông và có một cạnh bên vuông góc với đáy. Xét bốn mặt phẳng chứa bốn mặt bên và mặt phẳng chứa mặt đáy. Trong các mệnh đề sau mệnh đề nào đúng?

A. Có ba cặp mặt phẳng vuông góc với nhau.

B. Có hai cặp mặt phẳng vuông góc với nhau.

C. Có năm cặp mặt phẳng vuông góc với nhau.

D. Có bốn cặp mặt phẳng vuông góc với nhau.

Đáp án: C

Câu 6: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Hai đường thẳng phân biệt cùng vuông góc với một đường thẳng thì vuông góc với nhau.

B. Hai đường thẳng phân biệt cùng song song với một mặt phẳng thì song song với nhau.

C. Hai mặt phẳng phân biệt cùng vuông góc với một mặt phẳng thì cắt nhau.

D. Một mặt phẳng P và một đường thẳng a không thuộc P cùng vuông góc với đường thẳng b thì P//a.

Đáp án: D

Câu 7: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Nếu hình hộp có bốn mặt bên là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

B. Nếu hình hộp có ba mặt bên là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

C. Nếu hình hộp có hai mặt bên là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

D. Nếu hình hộp có năm mặt bên là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

Đáp án: D

Câu 6: Trong các mệnh đề sau đây, hãy tìm mệnh đề đúng.

A. Hai mặt phẳng phân biệt cùng vuông góc với một mặt phẳng thứ ba thì song song với nhau.

B. Nếu hai mặt vuông góc với nhau thì mọi đường thẳng thuộc mặt phẳng này sẽ vuông góc với mặt phẳng kia.

C. Hai mặt phẳng α và β vuông góc với nhau và cắt nhau theo giao tuyến d. Với mỗi điểm A thuộc α và mỗi điểm B thuộc βthì ta có đường thẳng  vuông góc với.

D. Nếu hai mặt phẳng α và β đều vuông góc với mặt phẳng γ thì giao tuyến  của α và β nếu có sẽ vuông góc với γ.

Đáp án: D

Câu 8: Cho hai mặt phẳng α và β vuông góc với nhau và gọi d=αβ.

I. Nếu aα và ad thì aβ.

II. Nếu d'α thì d'd.

III. Nếu b d thì b α hoặc b (β).

IV. Nếu γd thì γα và  γβ

Các mệnh đề đúng là:

A. I, II và III.

B. III và IV.

C. II và III.

D. I, II và IV.

Đáp án: D

Câu 9: Cho hai mặt phẳng P và Q cắt nhau và một điểm M không thuộc P và Q. Qua M có bao nhiêu mặt phẳng vuông góc với P và Q?

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. Vô số.

Đáp án: A

Câu 10: Cho hai mặt phẳng P và Q, a là một đường thẳng nằm trên P. Mệnh đề nào sau đây sai ?

A. Nếu a//b với b=PQ thì a//Q.

B. Nếu PQ thì aQ.

C. Nếu a cắt Q thì P cắt Q

D. Nếu P//Q thì a//Q.

Đáp án: B

Câu 11: Chọn mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau đây:

A. Qua một điểm có duy nhất một mặt phẳng vuông góc với một mặt phẳng cho trước.

B. Cho hai đường thẳng chéo nhau a và b đồng thời ab. Luôn có mặt phẳng α chứa a và αb.

C. Cho hai đường thẳng a và b vuông góc với nhau. Nếu mặt phẳng α chứa a và mặt phẳng β chứa b thì αβ.

D. Qua một đường thẳng có duy nhất một mặt phẳng vuông góc với một đường thẳng khác.

Đáp án: B

Câu 12: Cho hai mặt phẳng P và Q song song với nhau và một điểm M không thuộc P và Q. Qua M có bao nhiêu mặt phẳng vuông góc với P và Q?

A. 2

B. 3

C. 1

D. Vô số.

Đáp án: D

Câu 13: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thứ ba thì vuông góc với nhau.

B. Hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng này sẽ vuông góc với mặt phẳng kia.

C. Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì song song với nhau.

D. Cả ba mệnh đề trên đều sai.

Đáp án: D

Câu 14: Trong các mệnh đề sau đây, mệnh đề nào là đúng?

A. Một mặt phẳng (α) và một đường thẳng a không thuộc (α) cùng vuông góc với đường thẳng thì (α) song song với a

B. Hai đường thẳng phân biệt cùng vuông góc với một đường thẳng thì vuông góc với nhau.

C. Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì cắt nhau.

D. Hai đường thẳng phân biệt cùng song song với một mặt phẳng thì song song với nhau

Đáp án: A

Câu 15: Cho hai mặt phẳng vuông góc (P) và (Q) có giao tuyến . Lấy A,B  cùng thuộc  và lấy C trên (P), D trên (Q) sao cho ACABBDAB và AB=AC=BD=a. Diện tích thiết diện của tứ diện ABCD khi cắt bởi mặt phẳng (α) đi qua A và vuông góc với CD là?

A. a2212

B. a228

C. a2312

D. a238

Đáp án: C

Câu 16: Cho hình chóp cụt đều ABC.A'B'C' với đáy lớn ABC có cạnh bằng aĐáy nhỏ A'B'C' có cạnh bằng a2, chiều cao OO'=a2. Khẳng định nào sau đây sai?

A. Ba đường cao AA'BB'CC' đồng qui tại.

B. AA'=BB'=CC'=a2

C. Góc giữa mặt bên mặt đáy là góc SIO ( I là trung điểm BC).

D. Đáy lớn ABC có diện tích gấp 4 lần diện tích đáy nhỏ A'B'C'.

Đáp án: B

Câu 17: Cho hình chóp cụt tứ giác đều ABCD.A'B'C'D' cạnh của đáy nhỏ ABCD bằng a3và cạnh của đáy lớn A'B'C'D' bằng aGóc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng 60°. Tính chiều cao OO' của hình chóp cụt đã cho.

A. OO'=a66

B. OO'=a32

C. OO'=2a63

D. OO'=3a24

Đáp án: A

Câu 18: Cho hình lăng trụ lục giác đều ABCDEF.A'B'C'D'E'F' có cạnh bên bằng a và ADD'A' là hình vuông. Cạnh đáy của lăng trụ bằng:

A. a

B. a2

C. a33

D. a22

Đáp án: B

Câu 19: Cho hình lăng trụ tứ giác đều ABCD.A'B'C'D' có ACC'A' là hình vuông, cạnh bằng a . Cạnh đáy của hình lăng trụ bằng:

A. a22

B. a2

C. a33

D. a3

Đáp án: A

Câu 20: Cho hình lăng trụ tam giác đều ABC.A'B'C' có cạnh đáy bằng 2a3 và cạnh bên bằng 2a. Gọi G và G' lần lượt là trọng tâm của hai đáy ABC và A'B'C'. Khẳng định nào sau đây đúng khi nói về AA'G'G?

A. AA'G'G là hình chữ nhật có hai kích thước là 2a và 3a.

B. AA'G'G là hình vuông có cạnh bằng 2a.

C. AA'G'G là hình chữ nhật có diện tích bằng 6a2.

D. AA'G'G là hình vuông có diện tích bằng 8a2

Đáp án: B

Câu 22: Cho tứ diện ABCD có hai mặt phẳng ABC và ABD cùng vuông góc với DBC. Gọi BE và DF là hai đường cao của tam giác BCD, DK là đường cao của tam giác ACD. Chọn khẳng định sai trong các khẳng định sau?

A. (ABE)(ADC)

B. (ABD)(ADC)

C. (ABC)(DFK)

D. (DFK)(ADC)

Đáp án: B

Câu 23: Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D'. Khẳng định nào sau đây không đúng?

A. Tồn tại điểm O cách đều tám đỉnh của hình hộp.

B. Hình hộp có 6 mặt là 6 hình chữ nhật.

C. Hai mặt ACC'A' và BDD'B' vuông góc nhau.

D. Hình hộp có 4 đường chéo bằng nhau và đồng qui tại trung điểm của mỗi đường.

Đáp án: C

Câu 24: Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên SBC và SAC vuông góc với đáy ABC. Khẳng định nào sau đây sai ?

A. Đáy là đa giác đều.

B. Các mặt bên là những hình chữ nhật nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy.

C. Các cạnh bên là những đường cao.

D. Các mặt bên là những hình bình hành.

Đáp án: D

Câu 25: Cho hình lăng trụ ABCD.ABCD. Hình chiếu vuông góc của A' lên ABC  trùng với trực tâm H của tam giác ABC. Khẳng định nào sau đây không đúng?

A. BBCC là hình chữ nhật.

B. AAH ABC

C. BBCC  AAH

D. AABBBBCC

Đáp án: D

Câu 26: Cho hình chóp S.ABC có SAABC và đáy ABC là tam giác cân ở A. Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SBC. Khẳng định nào sau đây đúng?

A. HSB

B. H trùng với trọng tâm tam giác SBC.

C. HSC

D.  HSI (I là trung điểm của BC).

Đáp án: D

Câu 27: Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên SBC và SAC vuông góc với đáy ABC. Khẳng định nào sau đây sai?

A. SCABC

B. Nếu A' là hình chiếu vuông góc của A lên SBC thì A'SB.

C. SACABC.

D. BK là đường cao của tam giác ABC thì BKSAC.

Đáp án: B

Câu 28: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thứ ba thì vuông góc với nhau.

B. Qua một đường thẳng cho trước có duy nhất một mặt phẳng vuông góc với một mặt phẳng cho trước.

C. Các mặt phẳng cùng đi qua một điểm cho trước và vuông góc với một mặt phẳng cho trước thì luôn đi qua một đường thẳng cố định.

D. Hai mặt phẳng cùng song song với một mặt phẳng thứ ba thì song song với nhau.

Đáp án: C

Câu 29: Cho hình chóp tứ giác S.ABCD có đáy là hình vuông và có một cạnh bên vuông góc với đáy. Xét bốn mặt phẳng chứa bốn mặt bên và mặt phẳng chứa mặt đáy. Trong các mệnh đề sau mệnh đề nào đúng?

A. Có ba cặp mặt phẳng vuông góc với nhau

B. Có hai cặp mặt phẳng vuông góc với nhau

C. Có năm cặp mặt phẳng vuông góc với nhau

D. Có bốn cặp mặt phẳng vuông góc với nhau

Đáp án: C

Câu 30: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

A. Nếu hình hộp có hai mặt là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

B. Nếu hình hộp có năm mặt là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

C. Nếu hình hộp có bốn mặt là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

D. Nếu hình hộp có ba mặt là hình chữ nhật thì nó là hình hộp chữ nhật.

Đáp án: B

Câu 31: Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A. Hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng này sẽ vuông góc với mặt phẳng kia.

B. Hai mặt phẳng phân biệt cùng vuông góc với một mặt phẳng thì vuông góc với nhau.

C. Hai mặt phẳng phân biệt cùng vuông góc với một mặt phẳng thì song song với nhau.

D. Hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng này và vuông góc với giao tuyến của hai mặt phẳng sẽ vuông góc với mặt phẳng kia.

Đáp án: D

Câu 32: Cho hình chóp S.ABC có hai mặt bên (SAB) và(SAC) vuông góc với mặt phẳng (ABC) , tam giác ABC vuông cân ở A và có đường cao AH (H ∈ BC) . Gọi O là hình chiếu vuông góc của A lên (SBC) . Khẳng định nào sau đây sai ?

A. SA ⊥ (ABC)

B. O ∈ SH

C. (SAH) ⊥ (SBC)

D. ((SBC), (ABC)) = ∠SBA

Đáp án: D

Câu 33: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi tâm O cạnh a và có góc ∠BAD = 60°. Đường thẳng SO vuông góc với mặt phẳng đáy (ABCD) và SO = 3a/4. Gọi E là trung điểm BC và F là trung điểm BE. Góc giữa hai mặt phẳng (SOF)và (SBC) là

A. 90°                    

B. 60°                    

C. 30°                    

D. 45°

Đáp án: A

Câu 34: Cho hình chóp S. ABC có SA ⊥ (ABC) và AB ⊥ BC , gọi I là trung điểm BC. Góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABC) là góc nào sau đây?

A. Góc SBA.          

B. Góc SCA.          

C. Góc SCB.          

D. Góc SIA.

Đáp án: A

Câu 35: Trong không gian cho tam giác đều SAB và hình vuông ABCD cạnh a nằm trên hai mặt phẳng vuông góc. Gọi H; K lần lượt là trung điểm của AB, CD. Ta có tan của góc tạo bởi hai mặt phẳng (SAB) và (SCD) bằng :

 (ảnh 7)

Đáp án: B

 

Đánh giá

0

0 đánh giá