Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB = 2a,AD = 3a
25/234
Cho hình chóp \[S.ABCD\] có đáy \[ABCD\] là hình chữ nhật với \(AB = 2a,\,\,AD = 3a\) (tham khảo hình vẽ). Tam giác \[SAB\] cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy; góc giữa mặt phẳng \(\left( {SCD} \right)\) và mặt đáy là \(45^\circ \). Gọi \[H\] là trung điểm cạnh AB. Khoảng cách giữa hai đoạn thẳng \[SD\] và \[CH\] bằng:
\(\frac{{3\sqrt {11} a}}{{11}}\).
\(\frac{{3\sqrt {14} a}}{7}\).
\(\frac{{3\sqrt {10} a}}{{\sqrt {109} }}\).
\(\frac{{3\sqrt {85} a}}{{17}}\).
Ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left( {SAB} \right) \bot \left( {ABCD} \right)}\\{\left( {SAB} \right) \cap \left( {ABCD} \right) = AB}\\{SH \bot AB\,;\,\,SH \subset \left( {SAB} \right)}\end{array}\,\,\, \Rightarrow SH \bot \left( {ABCD} \right)} \right..\)
Kẻ \(HK \bot CD\,\,\left( {K \in CD} \right)\).Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}CD \bot HK\\CD \bot SH\end{array} \right.\)\( \Rightarrow CD \bot \left( {SHK} \right) \Rightarrow CD \bot SK\).
Gọi \(I\) là điểm đối xứng với \(H\) qua \(K\). Khi đó \(\Delta CKH = \Delta DKI\), suy ra \(\widehat {CHK} = \widehat {DIK}\).
Mà hai góc này ở vị trí so le trong nên \[DI\,{\rm{//}}\,HC\], suy ra \[HC\,{\rm{//}}\,\left( {SID} \right)\].
\[ \Rightarrow d\left( {HC,\,\,SD} \right) = d\left( {HC,\,\,\left( {SID} \right)} \right) = d\left( {H,\,\,\left( {SID} \right)} \right)\].
Trong mặt phẳng \(\left( {ABCD} \right)\), kẻ \(HE \bot DI\,\,\left( {E \in DI} \right)\), trong mp\(\left( {SHE} \right)\) kẻ \(HF \bot SE\,\,\left( {F \in SE} \right).\)
Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}DI \bot HE\\DI \bot SH\end{array} \right. \Rightarrow DI \bot \left( {SHE} \right) \Rightarrow DI \bot HF.\)
\[\left\{ \begin{array}{l}HF \bot SE\\HF \bot DI\end{array} \right. \Rightarrow HF \bot \left( {SID} \right)\]\[ \Rightarrow d\left( {H,\,\,\left( {SID} \right)} \right) = HF\].
+) Tính \(HE\):
• Xét \(\Delta DKI\) vuông tại \(K\) có \(\sin \widehat {DIK} = \frac{{DK}}{{DI}} = \frac{a}{{\sqrt {{a^2} + {{\left( {3a} \right)}^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {10} }}.\)
• Xét \(\Delta HIE\) vuông tại \(E\) có \[HE = HI \cdot \sin I = 6a \cdot \frac{1}{{\sqrt {10} }} = \frac{{3a\sqrt {10} }}{5}.\]
+) Tính \(SH\):
+) Tính \(HF\): Xét tam giác \[SHE\] vuông tại \(H\) có \(HF\) là đường cao nên
\(\frac{1}{{H{F^2}}} = \frac{1}{{S{H^2}}} + \frac{1}{{H{E^2}}} = \frac{1}{{9{a^2}}} + \frac{1}{{\frac{{18}}{5}{a^2}}} = \frac{7}{{18{a^2}}} \Rightarrow HF = \frac{{3a\sqrt {14} }}{7}.\)
Vậy \[{\rm{d}}\left( {SD,\,\,CH} \right) = \frac{{3\sqrt {14} a}}{7}\]. Chọn B.