Bộ đề minh họa môn Toán THPT Quốc gia năm 2022 (đề 4)

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là tam giác đều cạnh 4a, SA vuông góc với mặt phẳng

40/50

Cho hình chóp \(S.ABC\) có đáy là tam giác đều cạnh \(4a\), \(SA\) vuông góc với mặt phẳng đáy và \(SA = a\sqrt 3 \) (minh họa như hình bên).

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là tam giác đều cạnh 4a, SA vuông góc với mặt phẳng (ảnh 1)

Gọi \(I\) là trung điểm của \(AC\). Khoảng cách giữa hai đường thẳng \(SI\) và \(AB\) bằng

\[\frac{{3a}}{2}\].

\[\frac{{2a}}{3}\].

\[\frac{{a\sqrt {15} }}{5}\].

\[\frac{{a\sqrt 6 }}{2}\].

Giải thích

Chọn đáp án D

Cho hình chóp S.ABCD có đáy là tam giác đều cạnh 4a, SA vuông góc với mặt phẳng (ảnh 2)

Gọi \(K\) là trung điểm của \(BC\).

Suy ra: \[d\left( {SI,AB} \right) = d\left( {AB,\left( {SIK} \right)} \right) = d\left( {A,\left( {SIK} \right)} \right)\].

Trong mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) kẻ \(AD\) vuông góc với \(IK\).

Trong mặt phẳng \(\left( {SAD} \right)\) kẻ \(AH\) vuông góc với \(SD\).

Ta có \[IK \bot \left( {SAD} \right)\] vì \[IK \bot AD\] và \[IK \bot SA\].

Suy ra \[IK \bot AH\].

Vậy \[\left\{ \begin{array}{l}AH \bot SD\\AH \bot IK\end{array} \right. \Rightarrow AH \bot \left( {SIK} \right)\]. Vậy \(AH = d\left( {A,\left( {SIK} \right)} \right)\).

Gọi \(M\) là trung điểm của \(IK\), suy ra \[AD = CM = a\sqrt 3 \] (tam giác \(CIK\) đều cạnh \(2a\)).

Ta có \[\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{S^2}}} + \frac{1}{{A{D^2}}} = \frac{1}{{3{a^2}}} + \frac{1}{{3{a^2}}} \Rightarrow AH = \frac{{a\sqrt 6 }}{2}\].

Suy ra \[d\left( {SI,AB} \right) = \frac{{a\sqrt 6 }}{2}\].