Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác đều cạnh a, SA vuông góc (ABC) và SB = 2a. Gọi G là trọng tâm tam giác ABC. Tính khoảng cách từ G đến mặt phẳng (SBC).

Trả lời: \(\frac{{\sqrt {15} }}{{15}}a\)

Lời giải

Kẻ \(AI \bot BC\), kẻ \(AH \bot SI\) tại \(H\)

Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{BC \bot SA}\\{BC \bot AI}\end{array} \Rightarrow BC \bot (SAI) \Rightarrow BC \bot AH} \right.\).

Ta lại có: \(AH \bot SI \Rightarrow AH \bot (SBC) \Rightarrow d(A,(SBC)) = AH\)

Ta có: \(SA = \sqrt {S{B^2} - B{A^2}}  = \sqrt {{{(2a)}^2} - {a^2}}  = \sqrt 3 a\)

Ta có: \(AH = \frac{1}{{\sqrt {\frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{A{I^2}}}} }} = \frac{1}{{\sqrt {\frac{1}{{{{\left( {\sqrt 3 a} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)}^2}}}} }} = \frac{{\sqrt {15} }}{5}a\)

Vậy \(d(A,(SBC)) = \frac{{\sqrt {15} }}{5}a\).

Ta có: \(GA\) cắt \[\left( {SBC} \right)\] tại \[I\]

\( \Rightarrow \frac{{d(G,(SBC))}}{{d(A,(SBC))}} = \frac{{GI}}{{AI}} = \frac{1}{3} \Rightarrow d(G,(SBC)) = \frac{1}{3}d(A,(SBC)) = \frac{{\sqrt {15} }}{{15}}a.\)