Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi tâm O, cạnh \(a\sqrt{3}, \widehat{BAD}=60{}^\circ \), SA vuông góc với mặt phẳng đáy, SA=3a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng SO và AD bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi M là trung điểm cạnh AB.
Ta có \(OM\,\text{//}\,AD\) nên \(AD\,\text{//}\,\left( SOM \right)\). Suy ra \(d\left( SO,AD \right)=d\left( AD,\left( SOM \right) \right)=d\left( A,\left( SOM \right) \right)\,\,\left( 1 \right)\).
Vẽ \(AN\bot OM,\,N\in OM\) và \(AH\bot SN\,\,\left( 2 \right),\,H\in SN\).
Do \(SA\bot \left( ABCD \right)\Rightarrow SA\bot OM\). Mà \(OM\bot AN\) nên \(OM\bot \left( SAN \right)\Rightarrow OM\bot AH\,\,\left( 3 \right)\).
Từ \(\left( 2 \right)\) và \(\left( 3 \right)\) suy ra \(AH\bot \left( SOM \right) \Rightarrow AH=d\left( A,\left( SOM \right) \right)\,\,\left( 4 \right)\)
Do \(AN\bot OM,\,OM\,\text{//}\,AD \Rightarrow AN\bot AD\Rightarrow \widehat{NAD}=90{}^\circ \).
Lại có ABCD là hình thoi tâm O có \(\widehat{BAD}=60{}^\circ \) nên \(\widehat{MAN}=90{}^\circ -\widehat{BAD}=30{}^\circ \).
Xét tam giác MAN vuông tại N có \(AN=AM.\cos \widehat{MAN}=\frac{a\sqrt{3}}{2}.\cos 30{}^\circ =\frac{3a}{4}\).
Do tam giác SAN vuông tại A có AH là đường cao nên \(\frac{1}{A{{H}^{2}}}=\frac{1}{A{{S}^{2}}}+\frac{1}{A{{N}^{2}}}\Leftrightarrow AH=\frac{AS.AN}{\sqrt{A{{S}^{2}}+A{{N}^{2}}}}=\frac{3a.\frac{3a}{4}}{\sqrt{9{{a}^{2}}+\frac{9{{a}^{2}}}{16}}}=\frac{3\sqrt{17}a}{17}\,\,\left( 5 \right)\).
Từ \(\left( 1 \right),\left( 4 \right)\) và \(\left( 5 \right)\) suy ra \(d\left( SO,AD \right)=\frac{3\sqrt{17}a}{17}\).
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Tân Hiệp lần 2