Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng

Trong Oxyz, gọi u là vectơ chỉ phương của đường thẳng và n là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng. Khi đó sinφ = |u·n| / (|u|·|n|). Kéo để xoay cảnh, chỉnh u và mặt phẳng để thấy góc.

u·n0
sinφ0
Góc φ
35°
45°
20°

💡 Khi u nằm trong mặt phẳng thì φ = 0°; khi u vuông góc mặt phẳng thì φ = 90°. Trị tuyệt đối |u·n| giữ cho góc luôn ở khoảng 0° đến 90°.

Thấy hay? Chia sẻ cho bạn bè: f Facebook 𝕏 X

Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là gì?

Góc giữa một đường thẳng và một mặt phẳng là góc giữa đường thẳng đó và hình chiếu vuông góc của nó lên mặt phẳng. Góc này luôn nằm trong khoảng từ (đường thẳng nằm trong hoặc song song mặt phẳng) đến 90° (đường thẳng vuông góc mặt phẳng).

Công thức trong Oxyz

Gọi u là vectơ chỉ phương của đường thẳng, n là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng. Vì n vuông góc với mặt phẳng nên góc giữa un bù với góc φ cần tìm. Do đó:

sinφ = |u·n| / (|u|·|n|)

Các bước tính

  1. Xác định u — vectơ chỉ phương của đường thẳng.
  2. Xác định n — vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (từ hệ số a, b, c của Ax+By+Cz+D=0).
  3. Tính u·n và các độ dài |u|, |n|.
  4. Lấy sinφ = |u·n| / (|u|·|n|) rồi suy ra φ = arcsin.

Vì sao dùng sin?

n vuông góc với mặt phẳng, góc giữa đường thẳng và n cộng với góc φ bằng 90°. Mà sinφ = cos(90° − φ) = |cos(góc giữa u và n)|, nên sinφ = |u·n| / (|u|·|n|). Trị tuyệt đối đảm bảo kết quả luôn không âm dù u và n cùng hay ngược chiều.

Ứng dụng thực tế

Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng xuất hiện khi:

Khám phá thêm