Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 11 › Quan hệ vuông góc trong không gian › Khoảng cách

Hình hộp chữ nhật đáy vuông cạnh $p$, cao $q$. $M$ trung điểm $CC'$, $I$

Lớp 11 · Khoảng cách
Trong một chiếc hộp kính hình hộp chữ nhật có đáy là hình vuông cạnh bằng $36$ cm, chiều cao của hộp là $24$ cm, có hai con kiến đang di chuyển. Giả sử chiếc hộp được mô hình hóa là hình hộp chữ nhật $ABCD.A'B'C'D'$ với $ABCD$ là đáy hộp được đặt trên bàn, thì con kiến thứ nhất coi như điểm $E$ di chuyển trên sợi dây (đường thẳng) nối từ đỉnh $A$ đến trung điểm $M$ của $CC'$; còn con kiến thứ hai được coi như điểm $F$ di chuyển trên sợi dây (đường thẳng) nối từ đỉnh $D'$ tới tâm $I$ của mặt $ABB'A'$. Tính khoảng cách giữa hai con kiến khi đường thẳng đi qua vị trí của hai con kiến vuông góc với mặt đáy $(ABCD)$ (đơn vị: cm).
ĐÁP ÁN
1 2
LỜI GIẢI

Bước 1 — Gắn toạ độ. Chọn $A(0;0;0)$, $B(p;0;0)$, $C(p;p;0)$, $D(0;p;0)$ và chiều cao $q$, với $p=36$, $q=24$. Khi đó $M\!\left(p;p;\tfrac q2\right)$ (trung điểm $CC'$), $I\!\left(\tfrac p2;0;\tfrac q2\right)$ (tâm mặt $ABB'A'$), $D'(0;p;q)$.

Bước 2 — Tham số hoá $E$, $F$. Đặt $E = A + t\,\vec{AM} = \left(tp;\,tp;\,t\tfrac q2\right)$ và $F = D' + s\,\vec{D'I} = \left(s\tfrac p2;\, p - sp;\, q - s\tfrac q2\right)$.

Bước 3 — Điều kiện $EF\perp(ABCD)$ ($EF$ song song trục đứng, cùng $x,y$): $\begin{cases} tp = s\tfrac p2 \\ tp = p - sp \end{cases}\Rightarrow 2t = s \text{ và } t = 1 - s \Rightarrow t=\tfrac13,\ s=\tfrac23.

Bước 4 — Tính $EF$. $z_E = t\tfrac q2 = \tfrac q6$, $z_F = q - s\tfrac q2 = q - \tfrac q3 = \tfrac{2q}{3}$, nên $EF = |z_F - z_E| = \left|\tfrac{2q}{3} - \tfrac q6\right| = \dfrac q2 = \dfrac{24}{2} \approx 12$ cm.

Kết luận: $EF \approx 12$ cm.

58% trả lời đúng 268 đúng · 191 sai
← Tìm câu hỏi khác