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

VDC: Kim tự tháp đều $S.ABCD$ đáy vuông cạnh $a$, cạnh bên $b$ —

Lớp 11 · Khoảng cách
Cho khối chóp tứ giác đều $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình vuông cạnh $6$ m và các cạnh bên $SA = SB = SC = SD = 6$ m. Gọi $O$ là tâm của hình vuông $ABCD$. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau $SA$ và $BD$ (đơn vị: mét).
ĐÁP ÁN
3
LỜI GIẢI

$O$ là tâm hình vuông $ABCD$ nên $OA = OB = OC = OD = \dfrac{a\sqrt{2}}{2} = \dfrac{6\sqrt{2}}{2}$. Vì $S.ABCD$ là chóp đều, $SO \perp (ABCD)$ và $SO = h = \sqrt{b^2 - OA^2} = \sqrt{6^2 - \dfrac{36}{2}} = \sqrt{18}$.

Chọn hệ trục $Oxyz$ với $O$ là gốc, $Ox \parallel AB$, $Oy \parallel AD$, $Oz \equiv OS$. Khi đó $A\!\left(\dfrac{a}{2}; \dfrac{a}{2}; 0\right)$, $B\!\left(-\dfrac{a}{2}; \dfrac{a}{2}; 0\right)$, $D\!\left(\dfrac{a}{2}; -\dfrac{a}{2}; 0\right)$, $S(0; 0; h)$.

$\vec{SA} = \left(\dfrac{a}{2}; \dfrac{a}{2}; -h\right)$, $\vec{BD} = (a; -a; 0)$. $\vec{SA} \times \vec{BD} = (-ah;\, -ah;\, -a^2)$, $\bigl|\vec{SA} \times \vec{BD}\bigr| = a\sqrt{2h^2 + a^2}$.

Rút gọn: $2h^2 + a^2 = 2(b^2 - a^2/2) + a^2 = 2b^2$, do đó $|\vec{SA} \times \vec{BD}| = a\sqrt{2b^2} = ab\sqrt{2}$. Vector $\vec{AB} = (-a; 0; 0)$ nên $\bigl(\vec{SA} \times \vec{BD}\bigr) \cdot \vec{AB} = -a \cdot (-ah) = a^2 h$.

$d(SA, BD) = \dfrac{|\bigl(\vec{SA} \times \vec{BD}\bigr) \cdot \vec{AB}|}{|\vec{SA} \times \vec{BD}|} = \dfrac{a^2 h}{ab\sqrt{2}} = \dfrac{a\sqrt{2b^2 - a^2}}{2b} \approx 3$ m.

67% trả lời đúng 511 đúng · 256 sai
← Tìm câu hỏi khác