Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a , SA=2a và vuông góc với (ABCD) . Gọi M là trung điểm của SD . Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng SB và CM.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(O=A C \cap B D\)
Vì ABCD là hình vuông cạnh a nên O là trung điểm của BD mà M là trung điểm của SD nên OM// SB / suy ra SB//(ACM).
Do đó \(d(S B, C M)=d(S B,(A C M))=d(B,(A C M))=d(D,(A C M))\)
Gọi H là trung điểm của AD nên \(M H / / S A \Rightarrow M H \perp(A B C D)\)
\(\Rightarrow d(S B, C M)=d(D,(A C M))=2 d(H,(A C M))\)
Kẻ \(H I \perp A C \Rightarrow(M H I) \perp(M A C)\) theo giao tuyến MI.
Kẻ \(H K \perp M I \Rightarrow H K \perp(A C M)\) hay \(d(H,(A C M))=H K\)
Ta có:
\(H I=\frac{1}{2} O D=\frac{1}{4} B D=\frac{1}{4} \sqrt{A B^{2}+A D^{2}}=\frac{a \sqrt{2}}{4}, M H=\frac{1}{2} S A=a\)
suy ra \(\frac{1}{H K^{2}}=\frac{1}{H M^{2}}+\frac{1}{H I^{2}} \Leftrightarrow \frac{1}{H K^{2}}=\frac{1}{a^{2}}+\frac{1}{\left(\frac{a \sqrt{2}}{4}\right)^{2}} \Leftrightarrow \frac{1}{H K^{2}}=\frac{9}{a^{2}} \Leftrightarrow H K=\frac{a}{3}\)
Vậy \(d(S B, C M)=2 d(H,(A C M))=2 H K=\frac{2 a}{3}\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Trường THPT chuyên Bến Tre lần 1