Câu hỏi:
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a, góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng \(\varphi \,\,\left( {{0^0} < \varphi < {{90}^0}} \right)\). Tính tan của góc giữa hai mặt phẳng (SAB ) và (ABCD) theo \(\varphi \).
Phương pháp giải:
+) Xác định góc giữa cạnh bên và mặt đáy.
+) Gọi E là trung điểm của AB, chứng minh \(\widehat {\left( {\left( {SAB} \right);\left( {ABCD} \right)} \right)} = \widehat {\left( {SE;OE} \right)}\)
Lời giải chi tiết:
Gọi O là tâm hình vuông ABCD. Vì chóp S.ABCD đều nên \(SO \bot \left( {ABCD} \right)\)
Ta có OB là hình chiếu của SB lên (ABCD) nên
\(\widehat {\left( {SB;\left( {ABCD} \right)} \right)} = \widehat {\left( {SB;OB} \right)} = \widehat {SBO} = \varphi \,\,\left( {\widehat {SBO} < {{90}^0}} \right)\)
Gọi E là trung điểm của AB
Tam giác SAB cân tại S nên \(SE \bot AB\)
\(\left. \begin{array}{l}\left( {SAB} \right) \cap \left( {ABCD} \right) = AB\\SE \bot AB\\OE \bot AB\end{array} \right\} \Rightarrow \widehat {\left( {\left( {SAB} \right);\left( {ABCD} \right)} \right)} = \widehat {\left( {SE;OE} \right)} = \widehat {SEO}\) (Vì \(\widehat {SEO} < {90^0}\) )
Ta có: \(OB = \frac{{a\sqrt 2 }}{2};OE = \dfrac{a}{2}\)
Xét tam giác vuông SOB có: \(\tan \varphi = \dfrac{{SO}}{{OB}} \Rightarrow SO = \dfrac{{a\sqrt 2 }}{2}\tan \varphi \)
Xét tam giác vuông SOE có: \(\tan \widehat {SEO} = \dfrac{{SO}}{{OE}} \Rightarrow SO = \dfrac{a}{2}.\tan \widehat {SEO}\)
\( \Rightarrow \dfrac{{a\sqrt 2 }}{2}\tan \varphi = \frac{a}{2}\tan \widehat {SEO} \Rightarrow \tan \widehat {SEO} = \sqrt 2 \tan \varphi \)
Chọn B.