Giải SGK Toán 11 CD Bài 5. Khoảng cách có đáp án

Khi coi mặt bản sắt người đó đứng lên là mặt phẳng (P), mặt bản sắt áp vào đầu người đó là mặt phẳng (Q) song song với (P) thì chiều cao của người đó gợi nên khái niệm khoảng cách giữa hai mặt phẳng song (P) và (Q).

Do bác thợ khoan tường tại vị trí M trên tường có độ cao so với nền nhà là MH = 80 cm nên độ dài đoạn thẳng MH chính là khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng nền nhà.

Như vậy, độ dài đoạn thẳng MH gợi nên khái niệm khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng trong hình học.

Do SA ⊥ (ABC) và BC ⊂ (ABC) nên SA ⊥ BC.

Ta có: BC ⊥ SA, BC ⊥ AI và SA ∩ AI = A trong (SAI).

Suy ra BC ⊥ (SAI).

Mà AH ⊂ (SAI) nên BC ⊥ AH.

Ta có: AH ⊥ BC, AH ⊥ SI và BC ∩ SI = I trong (SBC).

Suy ra AH ⊥ (SBC).

Ta thấy H ∈ (SBC) và AH ⊥ (SBC) nên khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBC) bằng AH.

a) Gọi B là điểm thuộc Δ sao cho điểm B khác điểm A.

Kẻ AH ⊥ ∆’, BK ⊥ Δ’, với H, K ∈ Δ’.

Suy ra AH // BK (vì cùng vuông góc với Δ’).

Ta có: AH ⊥ ∆’ và H ∈ ∆’ ⇒ d(A, Δ’) = AH. (1)

           BK ⊥ ∆’ và K ∈ ∆’ ⇒ d(B, Δ’) = BK. (2)

Xét tứ giác ABKH có:

      AB // HK (do Δ // Δ’);

      AH // BK.

Suy ra ABKH là hình bình hành,

Do đó AH = BK. (3)

Từ (1), (2), (3) ta có: d(A, Δ’) = d(B, Δ’).

Vậy khoảng cách từ điểm A đến đường thẳng Δ’ không phụ thuộc vào vị trí của điểm A trên đường thẳng Δ.

b) Do Δ // Δ’ nên khoảng cách từ điểm A bất kì (với A thuộc đường thẳng Δ) đến đường thẳng Δ’ gợi nên khái niệm khoảng cách giữa hai đường thẳng song song trong hình học.

Giả sử: Hai cột đèn liên tiếp được dựng vuông góc với mặt đường, chúng lần lượt gợi nên hình ảnh hai đường thẳng Δ và Δ’. Như vậy khoảng cách giữa hai cột đèn liên tiếp chính là khoảng cách giữa hai đường thẳng Δ và Δ’.

Vì các cột đèn được dựng thẳng đứng và vuông góc với mặt đường nên đường thẳng mà hai cột đèn đó gợi lên là song song với nhau, tức là Δ song song với Δ’.

Khi đó, đoạn thẳng nối hai chân cột đèn liên tiếp chính là khoảng cách giữa hai đường thẳng song song Δ và Δ’.

Vậy ta có thể nói khoảng cách giữa hai cột đèn liên tiếp đó là 5 m.

a) Lấy B là điểm thuộc đường thẳng Δ sao cho điểm B khác điểm A.

Gọi H, K lần lượt là hình chiếu vuông góc của điểm A và B trên mặt phẳng (P) hay AH ⊥ (P), BK ⊥ (P).

Suy ra d(A, (P)) = AH và d(B, (P)) = BK.

Vì AH ⊥ (P) và BK ⊥ (P) nên AH // BK. (1)

Khi đó, hai đường thẳng AH và BK sẽ xác định một mặt phẳng là mặt phẳng (ABKH).

Ta có H, K cùng thuộc hai mặt phẳng (ABKH) và (P) nên HK = (ABKH) ∩ (P).

Do ∆ // (P) và A, B là hai điểm thuộc ∆ nên AB // (P).

Ta có: AB // (P), AB ⊂ (ABKH), HK = (ABKH) ∩ (P).

Suy ra AB // HK. (2)

Từ (1) và (2) ta có ABKH là hình bình hành.

Suy ra AH = BK hay d(A, (P)) = d(B, (P)).

Vậy khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (P) không phụ thuộc vào vị trí của điểm A trên đường thẳng Δ.

b) Vì đường thẳng Δ và mặt phẳng (P) song song với nhau nên khoảng cách từ điểm A (A ∈ ∆) đến mặt phẳng (P) gợi nên khái niệm khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song trong hình học.