SỐ LƯỢNG CÓ HẠN VÀ TẶNG MIỄN PHÍ THÊM BỘ SÁCH ĐỀ TỔNG HỢP
Câu hỏi:
Cho tứ diện ABCDABCD có ∠ABC=∠ADC=∠BCD=900∠ABC=∠ADC=∠BCD=900, BC=2aBC=2a, CD=aCD=a, góc giữa đường thẳng ABAB và mặt phẳng (BCD)(BCD) bằng 600600. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng ACAC và BDBD.
Phương pháp giải:
- Gọi EE là hình chiếu của AA lên (ABC)(ABC), chứng minh BCDEBCDE là hình chữ nhật.
- Gọi O=BD∩CEO=BD∩CE là A′ là trung điểm của AE, chứng minh d(AC;BD)=d(E;(A′BD)).
- Trong (BCDE) kẻ EH⊥BD(H∈BD), trong (OA′E) kẻ EK⊥A′H(K∈A′H), chứng minh EK⊥(A′BD).
- Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông để tính khoảng cách.
Lời giải chi tiết:
Gọi E là hình chiếu của A lên (ABC) ⇒AE⊥(BCD).
Ta có: {BC⊥AEBC⊥AB(gt)⇒BC⊥(ABE)⇒BC⊥BE.
{CD⊥AECD⊥AD(gt)⇒CD⊥(AED)⇒CD⊥DE.
Do đó BCDE là hình chữ nhật (Tứ giác có 3 góc vuông).
Ta có AE⊥(BCDE)⇒EB là hình chiếu của AB lên (BCDE)
⇒∠(AB;(BCD))=∠(AB;EB)=∠ABE=600.
Gọi O=BD∩CE là A′ là trung điểm của AE, suy ra OA′∥AC (tính chất đường trung bình).
⇒AC∥(A′BD)⊃BD⇒d(AC;BD)=d(AC;(A′BD))=d(A;(A′BD)).
Lại có AE∩(A′BD)=A′⇒d(A;(A′BD))d(E;(A′BD))=AA′EA′=1.
⇒d(A;(A′BD))=d(E;(A′BD)).
Trong (BCDE) kẻ EH⊥BD(H∈BD), trong (OA′E) kẻ EK⊥A′H(K∈A′H) ta có:
{BD⊥EHBD⊥A′E⇒BD⊥(A′HE)⇒BD⊥EK{EK⊥A′HEK⊥BD⇒EK⊥(A′BD)⇒d(E;(A′BD))=EK
Xét tam giác vuông ABE có: AE=BE.tan600=a√3⇒A′E=a√32.
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:
EH=EB.ED√EB2+ED2=a.2a√a2+4a2=2a√5
EK=EA′.EH√EA′2+EH2=a√32.2a√5√3a24+4a25=2a√9331=2a√3√31.
Chọn C.