Cho hình chóp đều \(S.ABCD\) có cạnh đáy bằng \(2a\), cạnh bên bằng \(3a\).

a) Tính thể tích khối chóp \(S.ABCD\).

b) Tính khoảng cách từ \(A\) đến \(\left( {SCD} \right)\).

a) Gọi \(O\) là giao điểm của \(AC\) và \(BD\).

Vì \(S.ABCD\) là hình chóp đều nên \(ABCD\) là hình vuông và \(SO \bot \left( {ABCD} \right)\).

Xét \(\Delta ACD\) vuông tại \(D\), có \(AC = \sqrt {A{D^2} + C{D^2}} = 2a\sqrt 2 \Rightarrow OC = OD = a\sqrt 2 \).

Xét \(\Delta SOC\) vuông tại \(O\), ta có \(SO = \sqrt {S{C^2} - O{C^2}} = \sqrt {{{\left( {3a} \right)}^2} - {{\left( {a\sqrt 2 } \right)}^2}} = a\sqrt 7 \).

Khi đó \({V_{S.ABCD}} = \frac{1}{3}SO \cdot {S_{ABCD}} = \frac{1}{3} \cdot a\sqrt 7 \cdot 4{a^2} = \frac{{4{a^3}\sqrt 7 }}{3}\).

b) Ta có \(\frac{{d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right)}}{{d\left( {O,\left( {SCD} \right)} \right)}} = \frac{{AC}}{{OC}} = 2 \Rightarrow d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right) = 2d\left( {O,\left( {SCD} \right)} \right) = 2h\).

Do tứ diện \(S.OCD\) có \(OS,OC,OD\) đôi một vuông góc nên

\(\frac{1}{{{h^2}}} = \frac{1}{{O{S^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}} + \frac{1}{{O{D^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {a\sqrt 7 } \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {a\sqrt 2 } \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {a\sqrt 2 } \right)}^2}}} = \frac{8}{{7{a^2}}}\)\( \Rightarrow h = \frac{{a\sqrt {14} }}{4}\).

Vậy \(d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{{a\sqrt {14} }}{2}\).