Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a gọi H và K lần lượt là trung điểm của AB và AD
Câu hỏi
Nhận biếtCho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, gọi H và K lần lượt là trung điểm của AB và AD. Biết tam giác SAB đều và SH vuông góc với đáy. Gọi \(\alpha \) là số đo góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (SHD). Đẳng thức nào sau đây là đúng ?
Đáp án đúng: D
Lời giải của Tự Học 365
Giải chi tiết:
Nối \(CK \cap HD = I\). Ta chứng minh được \(CK \bot HD\)
Do đó \(\widehat {\left( {SC;\left( {SHD} \right)} \right)} = \widehat {\left( {SC;SI} \right)} = \widehat {CSI} = \alpha \in \left( {{0^0};{{90}^0}} \right)\).
Có \({S_{\Delta HCD}} = \frac{1}{2}CI.HD = {S_{ABCD}} - 2.{S_{\Delta BHC}} = {a^2} - 2.\frac{1}{2}a.\frac{a}{2} = \frac{{{a^2}}}{2}\)
\( \Rightarrow CI = \frac{{2{S_{\Delta HCD}}}}{{HD}} = \frac{{2{S_{\Delta HCD}}}}{{\sqrt {A{D^2} + A{H^2}} }} = \frac{{{a^2}}}{{\sqrt {{a^2} + {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}} }} = \frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}\). \(SC = \sqrt {S{H^2} + H{C^2}} = \sqrt {S{H^2} + B{C^2} + B{H^2}} = \sqrt {{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2} + {a^2} + {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}} = a\sqrt 2 \)Xét tam giác SIC vuông tại I ta có: \(\sin \alpha = \frac{{IC}}{{SC}} = \frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}:a\sqrt 2 = \frac{{\sqrt {10} }}{5}\).
Do đó \({\cos ^2}\alpha + 2{\sin ^2}\alpha = 1 + {\sin ^2}\alpha = 1 + \frac{{10}}{{25}} = \frac{7}{5}\).
Chọn D
