Câu hỏi:

Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác đều cạnh 2a. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S lên mặt phẳng (ABC) là điểm H trên cạnh AB sao cho HA = 2HB. Góc giữa SC và mặt phẳng (ABC) bằng 600. Tính khoảng ách giữa hai đường thẳng SABC theo a.

  • A 2a67
  • B 2a73
  • C a64
  • D a424

Phương pháp giải:

- Sử dụng định lí: Góc giữa hai đường thẳng chéo nhau là góc giữa đường thẳng này và mặt phẳng song song với nó chứa đường thẳng kia.

- Dựng hình bình hành ABCD, chứng minh d(SA;BC)=d(B;(SAD)).

- Đổi điểm tính khoảng từ H đến (SAD), sử dụng phương pháp dựng 3 nét.

- Xác định góc giữa đường và mặt là góc giữa đường thẳng và hình chiếu của đường thẳng trên mặt phẳng đó.

- Sử dụng tỉ số lượng giác của góc nhọn và hệ thức lượng trong tam giác vuông để tính khoảng cách.

Lời giải chi tiết:

Dựng hình bình hành ABCD, ta có AD // BC nên BC(SAD)SA.

d(SA;BC)=d(BC;(SAD))=d(B;(SAD)).

Ta có: BH(SAD)=Ad(B;(SAD))d(H;(SAD))=BAHA=32 d(B;(SAD))=32d(H;(SAD)).

Trong (ABCD) kẻ EHAD (do ΔABC đều nên ABC=600BAD=1200, do đó điểm E nằm ngoài đoạn thẳng AD về phía A).

Trong (SHE) kẻ HKSE(KSE).

Ta có:

{ADHEADSHAD(SHE)ADHK{HKSDHKSEHK(SAD)d(H;(SAD))=HK

BAD=1200HAE=600.

Xét ΔAHE vuông tại E có HE=AH.sin600=23AB.32=33.2a=2a33.

Ta có: SH(ABC) nên HC là hình chiếu của SC lên (ABC) (SC;(ABC))=(SC;HC)=SCH=600.

Áp dụng định lí Co-sin trong tam giác AHC ta có:

HC2=AH2+AC22.AH.AC.cosHACHC2=(23.2a)2+(2a)22.(23.2a).2a.cos600HC2=28a29HC=2a73

Xét tam giác vuông SHC có: SH=HC.tan600=2a73.3=2a213.

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SHE có:

HK=SH.HESH2+HE2=2a213.2a33(2a213)2+(2a33)2=a426.

Vậy d(SA;BC)=32HK=a424.

Chọn D.


Quảng cáo

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 11 - Xem ngay