Cho lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy là tam giác vuông cân tại A với AB = AC = 3a. Hình chiếu vuông góc của B'

8/10

Cho lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy là tam giác vuông cân tại A với AB = AC = 3a. Hình chiếu vuông góc của B' lên mặt đáy là điểm H thuộc BC sao cho HC = 2HB. Biết cạnh bên của lăng trụ bằng 2a. Khoảng cách từ B đến mặt phẳng (B'AC) bằng

$\frac{2 a}{\sqrt{3}}$

$a \sqrt{3}$

$\frac{3 a \sqrt{3}}{2}$

$\frac{a}{2}$

Giải thích

Đáp án đúng là: B

Cho lăng trụ ABC.A'B'C' có đáy là tam giác vuông cân tại A với AB = AC = 3a. Hình chiếu vuông góc của B' (ảnh 1)

Xét DABC vuông tại A, có $B C = \sqrt{A B^{2} + A C^{2}} = 3 a \sqrt{2} \Rightarrow B H = a \sqrt{2}$ .

Xét DB'HB vuông tại H, có $B^{'} H = \sqrt{B {B^{'}}^{2} - B H^{2}} = \sqrt{4 a^{2} - 2 a^{2}} = a \sqrt{2}$ .

Kẻ HE ^ AC tại E, HF ^ B'E tại F.

Vì B'H ^ (ABC) ⇒ B'H ^ AC mà AC ^ HE nên AC ^ (B'HE) ⇒ AC ^ HF.

Mà HF ^ B'E nên HF ^ (B'AC).

Do đó d(H, (B'AC)) = HF.

Có HE // AB (vì cùng vuông góc với AC) nên $\frac{H E}{A B} = \frac{C H}{C B} = \frac{2}{3} \Rightarrow H E = 2 a$ .

Xét DB'HE vuông tại H, có $\frac{1}{H F^{2}} = \frac{1}{B^{'} H^{2}} + \frac{1}{H E^{2}} = \frac{1}{2 a^{2}} + \frac{1}{4 a^{2}} = \frac{3}{4 a^{2}} \Rightarrow H F = \frac{2 a \sqrt{3}}{3}$ .

Mặt khác $\frac{d (B, (B^{'} A C))}{d (H, (B^{'} A C))} = \frac{B C}{H C} = \frac{3}{2} .$ Do đó $d (B, (B^{'} A C)) = \frac{3}{2} . H F = a \sqrt{3} .$