Cho hình tứ diện đều \(ABCD\) có cạnh bằng \(a\). Gọi \(M\) là trung điểm của cạnh \(AD\). Tính khoảng cách giữa 2 đường thẳng \(AB\) và \(CM\) theo \(a\)?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(N\) là trung điểm của \(BD\), \(I\) là trung điểm của \(MN\).
Tam giác \(CMN\) là tam giác cân có \(CM=CN=\frac{a\sqrt{3}}{2};\,\,MN=\frac{a}{2}\)\( \Rightarrow CI=\frac{a\sqrt{11}}{4}\) nên có diện tích \({{S}_{CMN}}=\frac{{{a}^{2}}\sqrt{11}}{16}\).
Thể tích khối tứ diện đều cạnh \(a\) là \(\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{12}\).
Vậy thể tích khối tứ diện \(M.NCD\) là \({{V}_{M.NCD}}\)\( =\frac{1}{4}.\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{12}\)\( =\frac{{{a}^{3}}\sqrt{3}}{48}\).
Vậy \(d\left( D,\,\left( CMN \right) \right)=d\left( A,\,\left( CMN \right) \right)\)\( =d\left( AB,\,CM \right)\)\( =\frac{3{{V}_{M.CDN}}}{{{S}_{CMN}}}\)\( =\frac{\frac{3.{{a}^{3}}\sqrt{2}}{48}}{\frac{{{a}^{2}}\sqrt{11}}{16}}\)\( =\frac{a\sqrt{22}}{11}\).
Vì khối lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có thể tích bằng \(8{{a}^{3}}\)\( ={{\left( 2a \right)}^{3}}\) nên cạnh của hình lập phương là \(2a\).
Chọn D
Đề thi thử Tốt nghiệp THPT môn Toán năm 2023-2024
Trường THPT Trần Khai Nguyên