Bài tập số 1, trang 86 SGK Toán 11 Tập 2 (Chân trời sáng tạo) là một bài toán cơ bản về xác định mối quan hệ đường thẳng vuông góc với mặt phẳng trong hình học không gian. Để chứng minh một đường thẳng vuông góc với một mặt phẳng, ta cần chứng minh đường thẳng đó vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau nằm trong mặt phẳng đó.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, SA vuông góc với mặt đáy. Đường thẳng CD vuông góc với mặt phẳng nào sau đây?

A. (SAD).
B. (SAC).
C. (SAB).
D. (SBD).
Mục tiêu: Chứng minh $CD \perp (\alpha)$.
Xác định giả thiết vuông góc:
$ABCD$ là hình vuông $\Rightarrow$ $CD \perp AD$.
$SA \perp (ABCD)$ $\Rightarrow$ $SA$ vuông góc với mọi đường thẳng nằm trong $(ABCD)$, bao gồm $CD$.
Tìm hai đường thẳng cắt nhau: Trong các mặt phẳng được cho, ta cần tìm mặt phẳng chứa hai đường thẳng cắt nhau và cùng vuông góc với $CD$.
Kiểm tra các mặt phẳng:
Mặt phẳng $(SAD)$ chứa $AD$ và $SA$. Ta đã có $CD \perp AD$ và $CD \perp SA$.
* Đáp án: A.
Vì SA ⊥ (ABCD) nên SA ⊥ CD.
Mà ABCD là hình vuông nên CD ⊥ AD.
Vì vậy: CD ⊥ (SAD).
Để chứng minh $CD \perp (SAD)$, ta dựa vào hai giả thiết quan trọng: tính chất hình học phẳng ($CD \perp AD$) và giả thiết về đường cao của hình chóp ($SA \perp CD$). Hai đường thẳng $AD$ và $SA$ cắt nhau tại $A$ trong mặt phẳng $(SAD)$, do đó, $CD$ vuông góc với mặt phẳng này.
• Xem thêm: