Câu hỏi:

83 lượt xem
Tự luận

Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a và SA = a2.

a) Tính theo a thể tích khối chóp S.ABCD.

b) Tính theo a khoảng cách giữa hai đường thẳng AD và SB.

Xem đáp án

Lời giải

Hướng dẫn giải:

Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a và SA = acăn2

a) Gọi O là giao điểm của AC và BD, suy ra O là trung điểm của AC, BD.

Vì S.ABCD là hình chóp đều nên SO  (ABCD).

Xét tam giác vuông ABC vuông tại B, có AC = AB2+BC2=a2+a2=a2.

Vì O là trung điểm của AC nên AO = OC = a22.

Vì SO  (ABCD) nên SO  AC.

Xét tam giác SOA vuông tại O, có SO = SA2OA2=2a2a22=a62.

Khi đó VS.ABCD=13SABCDSO=13a2a62=a366.

Vậy VS.ABCD=a366.

b) Có ABCD là hình vuông nên AD // BC suy ra AD // (SBC).

Khi đó d(AD, SB) = d(AD, (SBC)) = d(A, (SBC)).

Đường thẳng AO cắt mặt phẳng (SBC) tại C và O là trung điểm của AC nên

d(A, (SBC)) = 2d(O, (SBC)).

Kẻ OM  BC tại M, OH  SM tại H.

Vì BC  OM, BC  SO (do SO  (ABCD)) nên BC  (SOM), suy ra (SBC)  (SOM).

Mà OH  SM nên OH  (SBC). Do đó d(O, (SBC)) = OH.

Có OM // AB (vì cùng vuông góc với BC).

Xét tam giác ABC có O là trung điểm của AC, OM // AB nên M là trung điểm của BC, suy ra OM là đường trung bình. Do đó OM = AB2=a2.

Vì SO  (ABCD) nên SO  OM hay tam giác SOM vuông tại O.

Xét tam giác SOM vuông tại O, OH là đường cao có:

1OH2=1SO2+1OM2=46a2+4a2=143a2OH=a4214.

Vậy d(AD, SB) = 2OH = a427.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ