Câu hỏi:
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật, AB=a, AD=2a. ΔSAB cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABCD) bằng 450. Gọi M là trung điểm của SD. Tính theo a khoảng cách d từ điểm M đến mặt phẳng (SAC).
Phương pháp giải:
- Chuyển tính khoảng cách từ M đến mặt phẳng (SAC) sang tính khoảng cách từ H đến (SAC).
- Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông để tính khoảng cách.
Lời giải chi tiết:
Gọi H là trung điểm của AB.
Vì ΔSAB cân tại S nên SH⊥AB.
Ta có: {(SAB)⊥(ABCD)(SAB)∩(ABCD)=AB(SAB)⊃SH⊥AB ⇒SH⊥(ABCD).
Trong (ABCD) gọi F=AC∩HD, dựng HE⊥AC ta có: {AC⊥HEAC⊥SH⇒AC⊥(SHE).
Trong (SHE) kẻ HK⊥SE ta có: {HK⊥SEHK⊥AC⇒HK⊥(SAC)⇒d(H;(SAC))=HK.
Ta có: M là trung điểm của SC ⇒d(M;(SAC))=12d(D;(SAC))
Lại có: DFHF=DCHA=2 ⇒d(D;(SAC))=2d(H;(SAC))
⇒d(M;(SAC))=d(H;(SAC))=HK
Ta có: ΔAHE đồng dạng ΔACB (g.g).
⇒HEBC=AHAC⇔HE2a=a2√a2+4a2⇔HE=a√55
Ta có : SH⊥(ABCD) nên HC là hình chiếu của SC lên (ABCD).
⇒∠(SC;(ABCD))=∠(SC;HC)=∠SCH=450.
ΔBHC vuông tại B ⇒HC=√BC2+BH2=√4a2+(a2)2=a√172
ΔSHC vuông tại H ⇒SH=HC.tan450=a√172
Tam giác SHE vuông tại H, HK là đường cao
⇒1HK2=1SH2+1HE2=117a24+1a25=8917a2⇒HK=a√151389
⇒d(M;(SAC))=d=a√151389.
Chọn: A.