10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Dạng 1: Xác định và tính góc giữa hai đường thẳng có đáp án

Câu 1:

Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Giả sử tam giác AB'C và A'DC' đều có 3 góc nhọn. Góc giữa hai đường thẳng AC và A'D là góc nào sau đây?

A. $\hat{B D B'}$

B. $\hat{A B' C}$

C. $\hat{D B' B}$

D. $\hat{D A' C'}$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Giả sử tam giác AB'C và A'DC' đều có 3 góc nhọn. Góc giữa hai đường thẳng AC và A'D là góc nào sau đây? (ảnh 1)

Ta có: AC // A'C' (do ABCD.A'B'C'D') là hình hộp.

Do đó, (AC, A'D) = (A'C', A'D) = $\hat{D A' C'}$ (do giả thiết tam giác DA'C' nhọn).

Câu 2:

Cho tứ diện đều ABCD có tất cả các cạnh bằng nhau. Số đo góc giữa hai đường thẳng CD và AB là

A. $30 °$

B. $45 °$

C. $60 °$

D. $90 °$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cho tứ diện đều ABCD có tất cả các cạnh bằng nhau. Số đo góc giữa hai đường thẳng CD và AB là (ảnh 1)

Gọi H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD

Do đó, AH vuông góc với (BCD).

ABCD là tứ diện đều tất cả các cạnh bằng nhau nên tam giác BCD đều.

Gọi E là trung điểm của CD ⇒ BE vuông góc với CD.

Do AH vuông góc với (BCD) nên AH vuông góc với CD.

Ta có:

\{\begin{cases} C D ⊥ B E \\ C D ⊥ A H \end{cases} \Rightarrow C D ⊥ (A B E) \Rightarrow C D ⊥ A B \Rightarrow (A B, C D) = 90 °

.

Câu 3:

Cho tứ diện đều ABCD, M là trung điểm của BC. Khi đó cos(AB, DM) bằng:

A. $\frac{\sqrt{3}}{6}$

B. $\frac{\sqrt{2}}{2}$

C. $\frac{\sqrt{3}}{2}$

D. $\frac{1}{2}$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Không mất tính tổng quát, giả sử tứ diện ABCD có cạnh bằng a.

Gọi H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác BCD nên AH vuông góc với (BCD).

Gọi E là trung điểm AC, ta có:

ME // AB ⇒ (AB, DM) = (ME, MD)

Ta có: cos(AB, DM) = cos(ME, MD) $= |\cos (\vec{M E}, \vec{M D})| = |co \hat{s E M D}|$

Do các mặt của tứ diện đều là tam giác đều, từ đó ta dễ dàng tính được độ dài các cạnh của tam giác MED: ME = $\frac{a}{2}$ ; ED = MD = $\frac{a \sqrt{3}}{2}$ .

Xét tam giác MED, ta có:

$\cos \hat{E M D} = \frac{M E^{2} + M D^{2} - E D^{2}}{2 M E . M D} = \frac{{(\frac{a}{2})}^{2} + {(\frac{a \sqrt{3}}{2})}^{2} - {(\frac{a \sqrt{3}}{2})}^{2}}{2. \frac{a}{2} . \frac{a \sqrt{3}}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{6}$ .

Từ đó $\cos (A B, D M) = |\frac{\sqrt{3}}{6}| = \frac{\sqrt{3}}{6}$ .

Câu 4:

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh bằng a và các cạnh bên đều bằng a. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của AD và SD. Số đo của góc (MN, SC) bằng

A. 30 $°$

B. $45 °$

C. $60 °$

D. $90 °$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD cạnh bằng a và các cạnh bên đều bằng a (ảnh 1)

Gọi O là tâm của hình vuông ABCD, do đó, O là tâm đường tròn ngoại tiếp của hình vuông ABCD (1)

Ta có: SA = SB = SC = SD nên S nằm trên trục của đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD (2).

Từ (1) và (2) ta có: SO vuông góc với (ABCD).

Từ giả thiết ta có: MN song song với SA (do MN là đường trung bình của tam giác SAD)

⇒ (MN, SC) = (SA, SC)

Xét tam giác SAC có:

SA² + SC² = a² + a² = 2a²

AC² = AD² + DC² = 2a²

Suy ra SA² + SC² = AC².

Do đó, tam giác SAC vuông tại S nên SA vuông góc với SC.

Vậy (MN, SC) = (SA, SC) = 90°.

Câu 5:

Cho hình chóp S.ABCD có tất cả các cạnh đều bằng a. Gọi I và J lần lượt là trung điểm của SC và BC. Số đo của góc (IJ, CD) bằng:

A. $30 °$

B. $45 °$

C. $60 °$

D. $90 °$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Cho hình chóp S.ABCD có tất cả các cạnh đều bằng a. Gọi I và J lần lượt là trung điểm của SC và BC. Số đo của góc (IJ, CD) bằng: (ảnh 1)

Gọi O là tâm của hình vuông ABCD

Do đó, O là tâm của đường tròn ngoại tiếp của hình vuông ABCD (1)

Ta có: SA = SB = SC = SD nên S nằm trên trục của đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD (2)

Từ (1) và (2) ⇒ SO vuông góc với (ABCD)

Ta lại có: IJ // SB (do IJ là đường trung bình của tam giác SAB)

⇒ (IJ, CD) = (SB, AB)

Mặt khác, ta lại có tam giác SAB đều, do đó $\hat{S B A} = 60 °$ ⇒ (IJ, CD) = (SB, AB) = $60 °$ .

Câu 6:

Cho tứ diện ABCD có AB = CD. Gọi I, J, E, F lần lượt là trung điểm của AC, BC, BD, AD. Góc giữa (IE, JF) bằng

A. 30 $°$

B. 45 $°$

C. 60 $°$

D. $90 °$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cho tứ diện ABCD có AB = CD. Gọi I, J, E, F lần lượt là trung điểm của AC, BC, BD, AD. Góc giữa (IE, JF) bằng (ảnh 1)

Do I, J, E, F lần lượt là trung điểm của AC, BC, BD, AD. Do đó IJ là đường trung bình của tam giác ABC, EF là đường trung bình của tam giác ABD, JE là đường trung bình của tam giác BCD, IF là đường trung bình của tam giác ACD.

Từ đó, ta có:

IJ // EF // AB

JE // IF // CD

Do đó, tứ giác IJEF là hình bình hành

Mặt khác: AB = CD ⇒ IJ = $\frac{1}{2}$ AB = $J E = \frac{1}{2} C D$

Do đó, ABCD là hình thoi.

Do đó, IE vuông góc với JF (tính chất hai đường chéo của hình thoi)

⇒ $(I E, J F) = 90 °$ .

Câu 7:

Cho hình lập phương ABCD.EFGH. Hãy xác định góc giữa hai đường thẳng AB, DH bằng bao nhiêu?

A. 30 $°$

B. 45 $°$

C. 60 $°$

D. 90 $°$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cho hình lập phương ABCD.EFGH. Hãy xác định góc giữa hai đường thẳng AB, DH bằng bao nhiêu? (ảnh 1)

Ta có:

AE // DH (do ABCD.EFGH là hình lập phương)

AE cắt AB tại A

⇒ (AB, DH) = (AE, AB)

Mà AE vuông góc với AB nên (AB, DH) = (AE, AB) = $90 °$ .

Câu 8:

Trong không gian cho hai hình vuông ABCD và ABC'D' có chung cạnh AB và nằm trong hai mặt phẳng khác nhau, lần lượt có tâm O và O'. Hãy xác định góc giữa hai đường thẳng AB và OO'?

A. $30 °$

B.45 $°$

C. 90 $°$

D. 120 $°$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Trong không gian cho hai hình vuông ABCD và ABC'D' có chung cạnh AB và nằm trong hai mặt phẳng khác nhau, (ảnh 1)

Vì ABCD và ABC'D' là hình vuông nên AD // BC'; AD = BC'

⇒ ADBC' là hình bình hành

Mà O, O' là tâm của 2 hình vuông nên O, O' là trung điểm của BD và AC'

Do đó, OO' là đường trung bình của ADBC'.

Do đó, OO' song song với AD.

Mặt khác, AD vuông góc với AB nên OO' vuông góc với AD nên (OO', AB) = $90 °$ .

Câu 9:

Cho tứ diện ABCD có M là trung điểm của cạnh BC. Khi đó

\cos (A B, D M) = ?

A. $\frac{\sqrt{2}}{2}$

B. $\frac{\sqrt{3}}{6}$

C. $\frac{1}{2}$

D. $\frac{\sqrt{3}}{2}$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Cho tứ diện ABCD có M là trung điểm của cạnh BC. Khi đó (ảnh 1)

Giả sử cạnh của tứ diện là a.

Ta có: $\cos (\vec{A B}, \vec{D M}) = \frac{|\vec{A B} . \vec{D M}|}{|\vec{A B}| . |\vec{D M}|} = \frac{\vec{A B} . \vec{D M}}{a . \frac{a \sqrt{3}}{2}}$

Mặt khác:

\vec{A B} . \vec{D M} = \vec{A B} . (\vec{A M} - \vec{A D}) = \vec{A B} . \vec{A M} - \vec{A B} . \vec{A D} = A B . A M . \cos 30 ° - A B . A D . \cos 60 °

.

a . \frac{a \sqrt{3}}{2} . \frac{\sqrt{3}}{2} - a . a . \frac{1}{2} = \frac{3 a^{2}}{4} - \frac{a^{2}}{2} = \frac{a^{2}}{4}

\Rightarrow \cos (\vec{A B}, \vec{D M}) = \frac{\sqrt{3}}{6} \Rightarrow \cos (A B, D M) = \frac{\sqrt{3}}{6}

Câu 10:

Cho hình chóp S.ABCD có tất cả các cạnh đều bằng a. Gọi I và J lần lượt là trung điểm của SC và BC. Số đo của góc (IJ, CD) bằng:

A. 90 $°$

B. $45 °$

C. 30 $°$

D. 60 $°$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Gọi O là tâm của hình thoi ABCD

Ta có: OJ // CD

Nên (IJ, CD) = (IJ, OJ)

Nên góc giữa IOJ và CD bằng góc giữa IJ và OJ

Xét tam giác IOJ có: $I J = \frac{1}{2} S B = \frac{a}{2}; O J = \frac{1}{2} C D = \frac{a}{2}; I O = \frac{1}{2} S A = \frac{a}{2}$

Nên tam giác IOJ đều

Vậy (IJ, CD) = (IJ, OJ) = $\hat{I J O}$ = $60 °$ .