Câu hỏi:

04/05/2020 2,743 Lưu

Hình chóp tam giác S.ABC có đáy là tam giác đều ABC cạnh 7a, có cạnh SC vuông góc với mặt phẳng đáy (ABC) và SC = 7a.

a) Tính góc giữa SA và BC.

b) Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau SA và BC.

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

a) Gọi H là trung điểm của đoạn BC. Qua A vẽ AD song song với BC và bằng đoạn HC thì góc giữa BC và SA là góc ∠SAD. Theo định lí ba đường vuông góc, ta có SD ⊥ DA và khi đó:

Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

Vậy góc giữa BC và SA được xác định sao cho Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

Vì BC // AD nên BC song song với mặt phẳng (SAD). Do đó khoảng cách giữa SA và BC chính là khoảng cách từ đường thẳng BC đến mặt phẳng (SAD).

Ta kẻ CK ⊥ SD, suy ra CK ⊥ (SAD), do đó CK chính là khoảng cách nói trên. Xét tam giác vuông SCD với đường cao CK xuất phát từ đỉnh góc vuông C ta có hệ thức:

Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

 

Chú ý. Nếu kẻ KI // AD và kẻ IJ // CK thì IJ là đoạn vuông góc chung của SA và BC.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

a) Ta có AB′ // DC′. Gọi là góc giữa AB'và BC', khi đó α = ∠DC′B.

Vì tam giác BC'D đều nên α = 60ο

b) Gọi β là góc giữa AC' và CD'.

Vì CD' ⊥ C'D và CD' ⊥ AD ( do AD ⊥ (CDD'C')

Ta suy ra CD' ⊥ (ADC'B')

Vậy CD' ⊥ AC' hay  β = 90ο

Chú ý: Ta có thể chứng minh β = 90ο bằng cách khác như sau:

Gọi I và K lần lượt là trung điểm của các cạnh BC và A'D'. Ta có IK // CD′. Dễ dàng chứng minh được AIC'K là một hình bình hành có bốn cạnh bằng nhau và đó là một hình thoi. Vậy AC' ⊥ IK hay AC'⊥CD' và góc β = 90ο.

Lời giải

Giả sử AB ⊥ CD ta phải chứng minh:

Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

Thật vậy, kẻ BE ⊥ CD tại E, do AB⊥CD ta suy ra CD ⊥ (ABE) nên CD ⊥ AE. Áp dụng định lí Py-ta-go cho các tam giác vuông AEC, BEC, AED và BED ta có:

Nếu AC2  AD2 = BC2  BD2 = k2 thì trong mặt phẳng (ACD) điểm A thuộc đường thẳng vuông góc với CD tại điểm H trên tia ID với I là trung điểm của CD sao cho Giải sách bài tập Toán 11 | Giải sbt Toán 11

Tương tự điểm B thuộc đường thẳng vuông góc với CD cũng tại điểm H nói trên. Từ đó suy ra CD vuông góc với mặt phẳng (ABH) hay CD ⊥ AB.

Nếu AC2  AD2 = BC2  BD2 =- k2 thì ta có và đưa về trường hợp xét như trên AC2  AD2 = BC2  BD2 = -k2.

Chú ý. Từ kết quả của bài toán trên ta suy ra:

Tứ diện ABCD có các cặp cạnh đối diện vuông góc với nhau khi và chỉ khi AB2 + CD2 = AC2 + BC2.