TỐC ĐỘ X2
TỐC ĐỘ X2
TỐC ĐỘ X2

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI

Tính góc nhị diện của khối tứ diện

BÀI TOÁN

Câu 8) Cho hình chóp S.ABCS.ABC có đáy là tam giác ABCABC có các cạnh AB=2025,BC=2026,CA=2027AB=2025, BC=2026, CA=2027. Biết góc tạo bởi các mặt bên với mặt đáy bằng 60∘60^\circ. Tính cos của góc nhị diện [B,SA,C][B,SA,C].

 HƯỚNG DẪN GIẢI

Gọi  HH là hình chiếu vuông góc  củaS S trên mặt phẳng (ABC)(ABC), ta thấy HH là tâm đường tròn  nội tiếp tam giác ABC ABC. Gọi rr là bán kính đường tròn  nội tiếp  tam giác ABCABC. Ta có SH=rtan⁡60∘SH=r\tan 60^\circ. Các cạnh bên SA=SH2+HA2,SB=SH2+HB2,SC=SH2+HC2SA=\sqrt{SH^2+HA^2}, SB=\sqrt{SH^2+HB^2}, SC=\sqrt{SH^2+HC^2}, 

Độ dài các đoạn 
HA,HB,HCHA, HB, HC  (khoảng cách từ tâm đường tròn  nội tiếp  đến ba đỉnh) được  tính theo công thức:

HA=AB.AC(p−BC)p,HB=BA.BC(p−AB)p,HC=CA.CB(p−AB)p.HA=\sqrt{\dfrac{AB.AC(p-BC)}{p}} , HB=\sqrt{\dfrac{BA.BC(p-AB)}{p}} , HC=\sqrt{\dfrac{CA.CB(p-AB)}{p}}.

Công thức tìm cos của góc nhị diện[B,SA,C] [B,SA,C] là

cos⁡[SA]=SA2(∑2−SA2−2BC2)−(BS2−BA2)(CS2−CA2)16SBSA.SCSA\cos[SA]=\dfrac{SA^2\left(\sum^2-SA^2-2BC^2\right)-(BS^2-BA^2)(CS^2-CA^2)}{16S_{BSA}.S_{CSA}}

ký hiệu ∑ 2\displaystyle \sum\ ^2 là tổng bình phương của 4 cạnh còn lại của khối tứ diện không kể SASA và BCBC.


Trên máy tính  Casio fx-880BTG PLUS bấm wP32 để tính  diện tích tam giác ABC theo công thức Hê-rông   gán vào z. Tính bán kính đường tròn  nội tiếp gán vào y , tính nửa chu vi của tam giácABC ABC gán vào x . 


Tính ba cạnh bên của khối tứ diện 

SA=SA=    , SB=SB=       SC=SC=    lần lượt gán vào A, B, C.


cos  của góc nhị điện cạnh SA bằng: 


chú ý hai tam giác SABSAB và SACSAC có đường cao bằng nhau và bằng rcos⁡60∘\dfrac{r}{\cos 60^\circ}. 


Lưu ý: 

  1. Diện tích hai tam giác SAB và SCA có thể dùng công thức Hê-rông, trên máy tính  Casio fx-880BTG PLUS ta bấm  wP32
  2. Ba cạnh của tam giác ABC phân biệt, tuy nhiên chúng "xấp xỉ bằng nhau" và bằng 2026. Vậy tam giác ABC là tam giác đều và tứ diện SABC là hình chóp tam giác đều cạnh bên SA=SB=SC≈1546\color{magenta} SA=SB=SC\approx 1546. Hạ BH⊥SA\color{magenta} BH \perp SA thì góc nhị diện cạnh SA là BHC^\color{magenta} \widehat{BHC}. Cos của góc nhị diện này bằng  


    với 
    x\color{magenta} x là đường cao BH\color{magenta} BH của tam giác cân SAB\color{magenta} SAB. Kết quả xấp xỉ này giúp ta giám sát được  kết quả của một loạt phép tính phức tạp của lời giải ở trên.