Câu hỏi:
Cho hình lập phương ABCD.A′B′C′D′ cạnh a. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của ACvà B′C′ (tham khảo hình vẽ bên). Khoảng cách giữa hai đường thẳng MN và B′D′ bằng
Phương pháp giải:
Cách 1: Gắn hệ trục tọa độ Oxyz sao cho A′(0;0;0),B′(1;0;0);D′(0;1;0);A(0;0;1).
Xác định tọa độ các điểm M, N.
Sử dụng công thức tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau d(MN;B′D′)=|[→B′D′;→MN].→NB′||[→B′D′;→MN]|
Cách 2: Xác định mặt phẳng (P) chứa B’D’ và song song với MN, khi đó
d(MN;B′D′)=d(B′D′;(P))=d(O;(P)) (với O là trung điểm của B′D′).
Lời giải chi tiết:
Cách 1: Chọn hệ trục tọa độ với A′(0;0;0)
B′(1;0;0);D′(0;1;0);A(0;0;1),C(1;1;1);C′(1;1;0);B(1;0;1);D(0;1;1)
Ta có: M(12;12;1);N(1;12;0)
Khi đó →B′D′=(−1;1;0);→MN=(12;0;−1)
Suy ra [→B′D′;→MN]=(−1;−1;−12)
→NB′=(0;12;0)⇒[→B′D′;→MN].→NB′=−12
⇒d(MN;B′D′)=|[→B′D′;→MN].→NB′||[→B′D′;→MN]|=1232=13
Cách 2: Gọi P là trung điểm của C′D′ suy ra d=d(O;(MNP))
Dựng OE⊥NP; OF⊥ME⇒d=OF=MO.OE√MO2+OE2 trong đó MO=a;OE=a√24⇒d=a3.
Chọn D.