ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Tư duy định lượng - Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy, góc 

12/20

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy, góc \(\widehat {SBD} = {60^ \circ }\). Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AB và SO.

\[d = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\]

\[d = \frac{{a\sqrt 6 }}{4}\]

\[d = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}.\]

\[d = \frac{{a\sqrt 5 }}{5}.\]

Giải thích

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy, góc  (ảnh 1)

Ta có\[{\rm{\Delta }}\,SAB = {\rm{\Delta }}\,SAD\left( {c - g - c} \right)\] suy ra\[SB = SD\]

Mà\[\widehat {SBD} = {60^0} \Rightarrow {\rm{\Delta }}\,SBD\] đều cạnh\[SB = SD = BD = a\sqrt 2 \]

Tam giác vuông SAB, có\[SA = \sqrt {S{B^2} - A{B^2}} = a\]

Gọi E là trung điểm AD, suy ra\[OE\parallel AB\] và \[AE \bot OE\]

Do đó\[d\left( {AB;SO} \right) = d\left( {AB;\left( {SOE} \right)} \right) = d\left( {A;\left( {SOE} \right)} \right).\]

Kẻ\[AK \bot SE\,\,\,\left( 1 \right)\] ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{OE \bot AD}\\{OE \bot SA}\end{array}} \right. \Rightarrow OE \bot (SAD) \Rightarrow OE \bot AK(2)\)

Từ (1) và (2) \[ \Rightarrow AK \bot \left( {SOE} \right)\]

\[ \Rightarrow d\left( {A;\left( {SOE} \right)} \right) = AK = \frac{{SA.AE}}{{\sqrt {S{A^2} + A{E^2}} }} = \frac{{a\sqrt 5 }}{5}\]

Đáp án cần chọn là: D