Câu hỏi:
Cho hình chóp
có đáy là hình thoi cạnh bằng
,
. Mặt bên
là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đáy. Gọi
lần lượt là trung điểm của
và
. Khoảng cách giữa hai đường thẳng
và
bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?
Trả lời:
Đáp án đúng:
Gọi $H$ là trung điểm $AB$. Vì tam giác $SAB$ đều nên $SH \perp AB$. Mà $(SAB) \perp (ABCD)$ nên $SH \perp (ABCD)$.
Ta có $AC = a$, $BD = a\sqrt{3}$. Gọi $O$ là giao của $AC$ và $BD$ thì $O$ là trung điểm của $AC$ và $BD$.
Trong mặt phẳng $(SBD)$, gọi $E$ là trung điểm $BD$. Suy ra $OE = \frac{1}{2}OD = \frac{1}{4}BD = \frac{a\sqrt{3}}{4}$. $NE$ là đường trung bình của tam giác $SBD$ nên $NE // SB$ và $NE = \frac{1}{2}SB = \frac{a}{2}$.
Dựng hình bình hành $AOCF$. Ta có $CF // AO // MN$ suy ra $d(MN, AC) = d(MN, (AOCF)) = d(N, (AOCF))$.
Trong $(SAD)$ dựng $NP // AD$ ($P$ thuộc $AD$).
Ta có $d(N, (ABCD)) = \frac{1}{2}d(D, (ABCD)) = \frac{1}{2}SH = \frac{a\sqrt{3}}{4}$.
Bài này cần sử dụng tọa độ hóa để giải. Chọn hệ tọa độ $Oxyz$ sao cho $Ox$ trùng $AC$, $Oy$ trùng $BD$, $Oz$ trùng $SH$.
Khi đó ta có tọa độ các điểm: $A(\frac{a}{2}; 0; 0)$, $C(-\frac{a}{2}; 0; 0)$, $S(0; 0; \frac{a\sqrt{3}}{2})$, $B(0; \frac{a\sqrt{3}}{2}; 0)$, $D(0; -\frac{a\sqrt{3}}{2}; 0)$.
$M(\frac{-a}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4}; 0)$, $N(0; \frac{-a\sqrt{3}}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4})$.
$\overrightarrow{MN} = (\frac{a}{4}; \frac{-a\sqrt{3}}{2}; \frac{a\sqrt{3}}{4})$.
$\overrightarrow{AC} = (-a; 0; 0)$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right] = (0; \frac{-a^2\sqrt{3}}{4}; \frac{-a^2\sqrt{3}}{2})$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right] = \frac{a^2\sqrt{3}}{4}\sqrt{0^2 + 1^2 + 2^2} = \frac{a^2\sqrt{15}}{4}$.
$\overrightarrow{AM} = (\frac{-3a}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4}; 0)$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]. \overrightarrow{AM} = 0 - \frac{3a}{4}.\frac{a^2\sqrt{3}}{4} + \frac{a\sqrt{3}}{4}.\frac{-a^2\sqrt{3}}{2} = \frac{-9a^3}{16}$.
$d(MN, AC) = \frac{\left|\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]. \overrightarrow{AM}\right|}{\left|\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]\right|} = \frac{\frac{9a^3}{16}}{\frac{a^2\sqrt{15}}{4}} = \frac{3a\sqrt{5}}{20}$
Ta có $AC = a$, $BD = a\sqrt{3}$. Gọi $O$ là giao của $AC$ và $BD$ thì $O$ là trung điểm của $AC$ và $BD$.
Trong mặt phẳng $(SBD)$, gọi $E$ là trung điểm $BD$. Suy ra $OE = \frac{1}{2}OD = \frac{1}{4}BD = \frac{a\sqrt{3}}{4}$. $NE$ là đường trung bình của tam giác $SBD$ nên $NE // SB$ và $NE = \frac{1}{2}SB = \frac{a}{2}$.
Dựng hình bình hành $AOCF$. Ta có $CF // AO // MN$ suy ra $d(MN, AC) = d(MN, (AOCF)) = d(N, (AOCF))$.
Trong $(SAD)$ dựng $NP // AD$ ($P$ thuộc $AD$).
Ta có $d(N, (ABCD)) = \frac{1}{2}d(D, (ABCD)) = \frac{1}{2}SH = \frac{a\sqrt{3}}{4}$.
Bài này cần sử dụng tọa độ hóa để giải. Chọn hệ tọa độ $Oxyz$ sao cho $Ox$ trùng $AC$, $Oy$ trùng $BD$, $Oz$ trùng $SH$.
Khi đó ta có tọa độ các điểm: $A(\frac{a}{2}; 0; 0)$, $C(-\frac{a}{2}; 0; 0)$, $S(0; 0; \frac{a\sqrt{3}}{2})$, $B(0; \frac{a\sqrt{3}}{2}; 0)$, $D(0; -\frac{a\sqrt{3}}{2}; 0)$.
$M(\frac{-a}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4}; 0)$, $N(0; \frac{-a\sqrt{3}}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4})$.
$\overrightarrow{MN} = (\frac{a}{4}; \frac{-a\sqrt{3}}{2}; \frac{a\sqrt{3}}{4})$.
$\overrightarrow{AC} = (-a; 0; 0)$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right] = (0; \frac{-a^2\sqrt{3}}{4}; \frac{-a^2\sqrt{3}}{2})$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right] = \frac{a^2\sqrt{3}}{4}\sqrt{0^2 + 1^2 + 2^2} = \frac{a^2\sqrt{15}}{4}$.
$\overrightarrow{AM} = (\frac{-3a}{4}; \frac{a\sqrt{3}}{4}; 0)$.
$\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]. \overrightarrow{AM} = 0 - \frac{3a}{4}.\frac{a^2\sqrt{3}}{4} + \frac{a\sqrt{3}}{4}.\frac{-a^2\sqrt{3}}{2} = \frac{-9a^3}{16}$.
$d(MN, AC) = \frac{\left|\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]. \overrightarrow{AM}\right|}{\left|\left[\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{AC}\right]\right|} = \frac{\frac{9a^3}{16}}{\frac{a^2\sqrt{15}}{4}} = \frac{3a\sqrt{5}}{20}$
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
10/09/2025
0 lượt thi
0 / 22
Câu hỏi liên quan

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Giáo Dục Kinh Tế Và Pháp Luật Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Lịch Sử Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Công Nghệ Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Hóa Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Sinh Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT
