Cho khối chóp tam giác đều \(S.ABC\) có cạnh đáy bằng \(a\) và thể tích bằng \(\dfrac{{{a^3}}}{{4\sqrt 3 }}\). Tính góc giữa cạnh bên và mặt đáy. A.\({60^0}\) B.\({30^0}\) C.\({45^0}\) D.\(\arctan \left( 2 \right)\)
Đáp án đúng: A Phương pháp giải: - Xác định chiều cao của khối chóp. - Sử dụng công thức \(h = \dfrac{{3V}}{{{S_d}}}\) tính chiều cao của khối chóp. - Xác định góc giữa cạnh bên và mặt đáy là góc giữa cạnh bên và hình chiếu của cạnh bên lên mặt đáy. - Sử dụng tỉ số lượng giác của góc nhọn trong tam giác vuông để tính góc.Giải chi tiết: Gọi \(M\) là trung điểm của \(BC\) và \(G\) là trọng tâm của tam giác \(ABC\). Vì \(S.ABC\) là chóp tam giác đều nên \(SG \bot \left( {ABC} \right)\). \( \Rightarrow GA\) là hình chiếu vuông góc của \(SA\) lên \(\left( {ABC} \right)\). \( \Rightarrow \angle \left( {SA;\left( {ABC} \right)} \right) = \angle \left( {SA;GA} \right) = \angle SAG\). Vì tam giác \(ABC\) đều cạnh \(a\) nên \({S_{\Delta ABC}} = \dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}\) và \(AM = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow AG = \dfrac{2}{3}AM = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{3}\). Do đó \(AG = \dfrac{{3{V_{S.ABC}}}}{{{S_{\Delta ABC}}}} = \dfrac{{\dfrac{{3{a^3}}}{{4\sqrt 3 }}}}{{\dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}}} = a\). Xét tam giác vuông \(SAG\) có \(\tan \angle SAG = \dfrac{{SG}}{{AG}} = \dfrac{a}{{\dfrac{{a\sqrt 3 }}{3}}} = \sqrt 3 \) \( \Rightarrow \angle SAG = {60^0}\). Vậy góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng \({60^0}\). Chọn A.