HỆ THỐNG TRỌNG TÂM
-
Upload
khangminh22 -
Category
Documents
-
view
4 -
download
0
Transcript of HỆ THỐNG TRỌNG TÂM
Dạng I
Cho hình chóp
SABC có đáy
ABC là tam giác
vuông tại B, SA
vuông (ABC)
Cho hình chóp SABC có
đáy ABC là tam giác
vuông tại B, hai mặt
phẳng (SAB) và (SAC)
cùng vuông góc với
(ABC).
Cho tam giác ABC vuông
tại B. Lấy điểm S nằm
ngoài (ABC) sao cho SA
vuông (ABC)
Cho tam giác ABC
vuông tại B, kẻ tia Ax
vuông góc (ABC). Lấy
điểm S trên tia Ax.
1. Góc hợp bởi
SB và mặt
phẳng (ABC)
Do 𝑆𝐴 ⊥ (𝐴𝐵𝐶) ⇒ AB là hình chiếu vuông góc của
SB lên (ABC) ⇒góc hợp bởi SB và (ABC) là góc
SBA
2. Góc hợp bởi
SC và mặt
phẳng (ABC)
Do 𝑆𝐴 ⊥ (𝐴𝐵𝐶) ⇒ AC là hình chiếu vuông góc của
SC lên (ABC) ⇒góc hợp bởi SB và (ABC) là góc
SCA
HỆ THỐNG TRỌNG TÂM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI HÌNH HỌC KHÔNG GIAN
3. CMR: tam
giác SBC
vuông
BC ABBC SB
BC SA
(định lí ba đường vuông góc).
⇒ SBC vuông tại B.
4. Góc hợp bởi
SC và mặt
phẳng (SAB)
BC AB
BC SABBC SA
⇒ SB là hình chiếu vuông góc của SC lên (SAB)
⇒góc hợp bởi SC và (SAB) là góc CSB
5. Góc hợp bởi
SB và mặt
phẳng (SAC)
Gọi E là hình chiếu vuông góc của B lên AC
BE AC
BE SACBE SA
⇒ SE là hình chiếu vuông góc của SB lên (SAC)
⇒góc hợp bởi SB và (SAC) là góc BSE
6. Góc hợp bởi
(SBC) và mặt
phẳng (ABC)
SBC ABC
AB BC
SB BC
Góc hợp bởi (SBC) và (SAC) là góc tạo bởi hai
đường thẳng SB và AB là SBA
7. Tính thể tích
khối SABC
1 1. . .
3 6ABC ABCV SA S SA AB AC
8. Xác định tâm
và bán kính
mặt cầu đi
qua 4 điểm S,
A, B, C.
Cách 1.
Gọi I là trung điểm SC.
1SAC A IA IS IC
(dựa vào câu 3)
2SBC B IA IS IC
Từ (1) và (2) suy ra IA IS IB IC
I là tâm mặt cầu đi qua 4 điểm S, A, B, C. Với bán
kính 1
2R SC
Cách 2: (thực hiện 4 bước tổng quát)
9. Gọi M là
trung điểm
của SB, N là
điểm trên SC
sao cho
2NS NC .
Tính thể tích
khối AMNCB
Ta có: 1 2 1
. .2 3 3
SAMN
SABC
V SM SN
V SB SC
1 2
3 3SAMN SABC AMNCB SABCV V V V
10. Gọi G là
trọng tâm tam
giác SBC. Mặt
phẳng (P) đi
qua AG và
song song BC,
cắt SB, SC tại
M, N. Tính
thể tích khối
AMNCB.
Gọi K là trung điểm BC. G là trọng tâm của tam giác
SBC. Trong tam giác SBC qua G kẻ song song BC,
cắt SB tại M, SC tại N.
MN BC
2
3
SM SN SG
SB SC SI
Ta có: 4
.9
SAMN
SABC
V SM SN
V SB SC
4 5
9 9SAMN SABC AMNCB SABCV V V V
11. Gọi H, K
lần lượt là
hình chiếu
vuông góc của
A lên SB và
SC. Tính tỉ lệ
thể tích của
chóp SABC
được chia bởi
(AHK)
SAB vuông tại A.
2
2 2 2
.SH SH SB SA
SB SB SA AB
SAC vuông tại A.
2
2 2 2
.SK SK SC SA
SC SC SA AC
Ta có: .SAHK
SABC
V SH SK
V SB SC
SAHK SABCV V
AHKCB SABCV V
SAHK
AHKCB
V
V
12. Tính
;d A SBC
Cách 1:
Gọi H là hình chiếu của A lên SB
AH SB
BC SAB AH AH BC
;AH SBC d A SBC AH
Tính AH bằng các công thức sau:
2 2
2 2 2 2 2
1 1 1 .SA ABAH
AH SA AB SA AB
.
. .AB AC
AB AC AH BC AHBC
sin .sinAH
SBA AH AB SBAAB
Cách 2:
1
; .3
SABC ABCV d A SBC S
3. . .
;.
SABC
SBC
V SA AB ACd A SBC
S SB BC
13. Tính
;d C SAB
BC SBC (ý 3)
;d C SAB BC
14. Tính
;d B SAC
Gọi E là hình chiếu vuông góc của B lên AC.
BE AC
BE SACBE SA
;d B SAC BE
(tính BE như ý 12)
15. Tính
;d SA BC ;
AB SAd SA BC AB
AB B
16. Tính
;d SB AC
Gọi P sao cho PACB là hình bình hành
/ / ,AC BP BP SBP
; ; ;d AC SB d AC SBP d A SBP
Gọi K là hình chiếu của A lên BP, H là hình chiếu của
A lên SK
(1)AH AK
BP AK
BP SAK AHBP SA
(2)AH BP
Từ (1) và (2) ;AH SBP d A SBP AH
17. Tính
;d SC AB
Gọi P sao cho ABCP là hình bình hành.
Vì 090ABC ABCP là hình chữ nhật.
/ / ,AB CP CP SCP
; ; ;d AB SC d AB SCP d A SCP
Gọi H là hình chiếu của A lên SP.
AH SP (1)
CP AP
CP SAP AHCP SA
AH CP (2)
Từ (1), (2) ;AH SCP d A SCP AH
18. Tính
;d Q SBC Q
thuộc AB sao
cho AQ nQB
Ta có: QA SBC B
;
;
; . ;
d Q SBC QB
QAd A SBC
QBd Q SBC d A SBC
QA
Bài toán quay về ý 12.
19. Tính
;d G SBC .
G là trọng tâm
cùa tam giác
SAB
Gọi M là trung điểm của AB, G là trọng tâm của tam
giác SAB.
GM SBC S
; 2
3;
2; . ; (1)
3
d G SBC GS
MSd M SBC
d G SBC d M SBC
AM SBC B
;2
;
1; . ; (2)
2
d A SBC AB
MBd M SBC
d M SBC d A SBC
Từ (1), (2) suy ra 1
; . ;3
d G SBC d A SBC
Bài toán quay về ý 12.
Áp dụng thực tế
, 2, 3AB a BC a AB a
, 3AB BC a SB a
, 2AB a BC a , góc hợp bởi SB và (ABC) là 060
, 5,AB a AC a góc hợp bởi SC và (SAB) là 030
1
, 5, ;2
AB a AC a d A SBC a
Bài 2.
Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình vuông. ,SA ABCD O AC BD
Cột thứ 3 chỉ gợi ý. Các em phải nắm rõ bài 1 để trình bày và lý luận.
1. Góc hợp bởi SB và
mặt phẳng (ABCD) ;SB ABCD SBA
2. Góc hợp bởi SC và
mặt phẳng (ABCD) ;SC ABCD SCA
3. Góc hợp bởi SD và
mặt phẳng (ABCD) ;SD ABCD SDA
4. Góc hợp bởi SC và
mặt phẳng (SAB) ;SC SAB CSB
5. Góc hợp bởi SC và
mặt phẳng (SAD) ;SC SAD CSD
6. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SBC) và mặt
phẳng (ABCD)
;SBC ABCD SBA
7. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SCD) và mặt
phẳng (ABCD)
;SCD ABCD SDA
8. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SBD) và mặt
phẳng (ABCD)
;SBD ABCD SOA
9. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SBC) và mặt
phẳng (SAB)
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SB.
Cách 1:
SAB SBC SB
AH SB
BC SB
; ;SBC SAB AH BC
Cách 2:
AH SBC
AD SAB
; ;SBC SAB AH AD
10. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SCD) và mặt
phẳng (SAD)
Tương tự ý 9
; ; ;SBC SAB AH CD AH AB
11. Góc hợp bởi mặt
phẳng (SBC) và mặt
phẳng (SCD)
Cách 1:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên
SC (khi đó H cũng là hình chiếu vuông
góc của D lên SC).
; ;SBC SCD BH DH
Cách 2:
Gọi M, N lần lượt là hình chiếu vuông
góc của A lên SSB, SD.
; ;SBC SCD AM AN
12. Tính thể tích các
khối:…. 21 1
. . ;3 3
1
2
SABCD ABCD
SABC SABD SACD SDCB SABCD
V SA S SA AB
V V V V V
13. Xác định tâm và bán
kính mặt cầu ngoại
tiếp hình chóp SABCD
Gọi I là trung điểm của SC.
SAC vuông tại A 1IA IS IC
SBC vuông tại B 2IB IS IC
SCD vuông tại D 3ID IS IC
Từ (1), (2) và (3) suy ra IA IB IC IS
I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp
SABCD với bán kính 1
2R SC
14. Tính ;d A SBC Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SB. ;d A SBC AH
15. Tính ;d A SCD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD. ;d A SCD AH
16. Tính ;d A SBD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SO. ;d A SBD AH
17. Tính ;d B SCD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD.
Do / /AB SCD
; ;d B SCD d A SCD AH
18. Tính ;d M SCD với
M thuộc AB
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD.
Do / / ,AB SCD M AB
; ;d M SCD d A SCD AH
19. Tính ;d O SCD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD.
Do AO SCD C
;2
;
d A SCD AC
OCd O SCD
1
;2
d O SCD AH
20. Tính ;d P SCD với
P là trung điểm BO
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD.
Do PB SCD O
; 1
2;
d P SCD PO
BOd B SCD
1
; ;2
d P SCD d B SCD
Do / /AB SCD
; ;d A SCD d B SCD
Vậy: 1
; ;2
d P SCD d A SCD
21. Tính ;d G SCD với
G là trọng tâm của
tam giác SAB
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SD. M là trung điểm AB.
2
; ;3
d G SCD d M SCD
; ;d M SCD d A SCD
2
;3
d G SCD AH
22. Tính ;d SB AD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SB. ;d SB AD AH
23. Tính ;d AB SC Cách 1:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên
SC. ;d AB SC BH
Cách 2:
Gọi K là hình chiếu vuông góc của A lên
SD. / /AB SCD
; ;
;
d AB SC d AB SCD
d A SCD AK
24. Tính ;d BD SC Gọi H là hình chiếu vuông góc của O lên
SC. ;d BD SC OH
25. Tính ;d SC AD Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên
SB.
/ /AD SCB
; ; ;d AD SC d AD SCB d A SCB AH
26. Tính ;d SB CD ;d SB CD AD
27. Tính ;d BM CD . Với
M là trung điểm SC
Gọi K là trung điểm AB, H là hình chiếu
vuông góc của O lên AK.
/ /CD AB MAB
/ /CD MAB
; ; ;
1 1;
2 2
d CD BM d CD MAB d C MAB
d O MAB OH
28. Gọi H, I, K lần lượt là
hình chiếu vuông góc
của A lên SB, SC, SK.
CMR: A, H, I, K đồng
phẳng. Tính thể tích
khối chóp SAHIK
Gợi ý: SC AH
SC AHKSC AK
Mà ...AI SC AI AHK
Ta có: 2 2
2 2 2 2. .SAHI
SABC
V SH SI SA SA
V SB SC SA AB SA AC
2 2SAHI SABC SAHI SABC SAHIK SABCDV V V V V V
29. Gọi G là trọng tâm
tam giác SBD. (P) qua
AG song song BD cắt
SB, SC, SD tại M, N,
Q. Tính thể tích khối
chóp SAMNQ
1.
3
SAMN
SABC
V SM SN
V SB SC
1 12 .2
3 3
1
3
SAMN ABC SAMN SABC
SAMNQ SABCD
V V V V
V V
Áp dụng thực tế
, 2AB a SB a
2AB a , góc hợp bởi của SC và mặt phẳng (ABCD) là 045
AB a , góc hợp bởi của mặt phẳng (SBD) và mặt phẳng (ABCD) là 030
AB a , góc hợp bởi của SC và mặt phẳng (SAB) là 060
Bài 3:
Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật. ,SA ABCD O AC BD
Cột thứ 3 chỉ gợi ý. Các em phải nắm rõ bài 1 để trình bày và lý luận.
1. Góc hợp bởi SB và mặt
phẳng (ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SB ABCD SBA
2. Góc hợp bởi SC và mặt
phẳng (ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SC ABCD SCA
3. Góc hợp bởi SD và mặt
phẳng (ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SD ABCD SDA
4. Góc hợp bởi SC và mặt
phẳng (SAB)
Hình tương tự
bài 2. ;SC SAB CSB
5. Góc hợp bởi SC và mặt
phẳng (SAD)
Hình tương tự
bài 2. ;SC SAD CSD
6. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SBC) và mặt phẳng
(ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SBC ABCD SBA
7. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SCD) và mặt phẳng
(ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SCD ABCD SDA
8. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SBD) và mặt phẳng
(ABCD)
Hình tương tự
bài 2. ;SBD ABCD SOA
9. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SBC) và mặt phẳng
(SAB)
Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SB.
Cách 1:
SAB SBC SB
AH SB
BC SB
; ;SBC SAB AH BC
Cách 2:
AH SBC
AD SAB
; ;SBC SAB AH AD
10. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SCD) và mặt phẳng
(SAD)
Hình tương tự
bài 2.
Tương tự ý 9
; ; ;SBC SAB AH CD AH AB
11. Góc hợp bởi mặt phẳng
(SBC) và mặt phẳng
(SCD)
Hình tương tự
bài 2.
Cách 1:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên SC (khi
đó H cũng là hình chiếu vuông góc của D lên
SC).
; ;SBC SCD BH DH
Cách 2:
Gọi M, N lần lượt là hình chiếu vuông góc của A
lên SSB, SD.
; ;SBC SCD AM AN
12. Tính thể tích các
khối:….
21 1. . ;
3 3
1
2
SABCD ABCD
SABC SABD SACD SDCB SABCD
V SA S SA AB
V V V V V
13. Xác định tâm và bán
kính mặt cầu ngoại tiếp
hình chóp SABCD
Hình tương tự
bài 2.
Gọi I là trung điểm của SC.
SAC vuông tại A 1IA IS IC
SBC vuông tại B 2IB IS IC
SCD vuông tại D 3ID IS IC
Từ (1), (2) và (3) suy ra IA IB IC IS
I là tâm mặt cầu ngoại tiếp hình chóp SABCD
với bán kính 1
2R SC
14. Tính ;d A SBC Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SB.
;d A SBC AH
15. Tính ;d A SCD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
;d A SCD AH
16. Tính ;d A SBD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SO.
;d A SBD AH
17. Tính ;d B SCD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
Do / /AB SCD
; ;d B SCD d A SCD AH
18. Tính ;d M SCD với
M thuộc AB
Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
Do / / ,AB SCD M AB
; ;d M SCD d A SCD AH
19. Tính ;d O SCD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
Do AO SCD C
;2
;
d A SCD AC
OCd O SCD
1
;2
d O SCD AH
20. Tính ;d P SCD với P
là trung điểm BO
Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
Do PB SCD O
; 1
2;
d P SCD PO
BOd B SCD
1
; ;2
d P SCD d B SCD
Do / /AB SCD
; ;d A SCD d B SCD
Vậy: 1
; ;2
d P SCD d A SCD
21. Tính ;d G SCD với G
là trọng tâm của tam
giác SAB
Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SD. M
là trung điểm AB.
2
; ;3
d G SCD d M SCD
; ;d M SCD d A SCD
2
;3
d G SCD AH
22. Tính ;d SB AD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SB.
;d SB AD AH
23. Tính ;d AB SC Hình tương tự
bài 2.
Cách 1:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên SC.
;d AB SC BH
Cách 2:
Gọi K là hình chiếu vuông góc của A lên SD.
/ /AB SCD
; ;
;
d AB SC d AB SCD
d A SCD AK
24. Tính ;d BD SC Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của O lên SC.
;d BD SC OH
25. Tính ;d SC AD Hình tương tự
bài 2.
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên SB.
/ /AD SCB
; ; ;d AD SC d AD SCB d A SCB AH
26. Tính ;d SB CD Hình tương tự
bài 2.
;d SB CD AD
27. Tính ;d BM CD . Với
M là trung điểm SC
Hình tương tự
bài 2.
Gọi K là trung điểm AB, H là hình chiếu vuông
góc của O lên AK.
/ /CD AB MAB
/ /CD MAB
; ;
1 1; ;
2 2
d CD BM d CD MAB
d C MAB d O MAB OH
28. Gọi H, I, K lần lượt là
hình chiếu vuông góc
của A lên SB, SC, SK.
CMR: A, H, I, K đồng
Hình tương tự
bài 2. Gợi ý:
SC AHSC AHK
SC AK
Mà ...AI SC AI AHK
phẳng. Tính thể tích
khối chóp SAHIK Ta có:
2 2
2 2 2 2
.
.
SAHI
SABC
V SH SI
V SB SC
SA SA
SA AB SA AC
2 2SAHI SABC SAHI SABC
SAHIK SABCD
V V V V
V V
29. Gọi G là trọng tâm tam
giác SBD. (P) qua AG
song song BD cắt SB,
SC, SD tại M, N, Q.
Tính thể tích khối chóp
SAMNQ
Hình tương tự
bài 2.
1.
3
SAMN
SABC
V SM SN
V SB SC
1 12 .2
3 3
1
3
SAMN ABC SAMN SABC
SAMNQ SABCD
V V V V
V V
Áp dụng thực tế
, 2AB a SB a
2 , 2AB a SB a , góc hợp bởi của SC và mặt phẳng (ABCD) là 045
, 2AB a SB a , góc hợp bởi của mặt phẳng (SBD) và mặt phẳng (ABCD) là 030
, 2AB a SB a , góc hợp bởi của SC và mặt phẳng (SAB) là 060
Bài 4:
Cho hình chóp tam giác đều SABC. M là trung điểm BC, O là tâm của tam giác ABC.
1. Góc hợp bởi
cạnh bên và
mặt đáy
;SA ABC SAO
2. Góc hợp bởi
mặt bên và
mặt đáy.
;SBC ABC SMA
3. Thể tích khối
chóp SABC 21 3
. .3 12
SABC ABCV SO S SO AB
4. Tính
;
;
;
d A SBC
d B SAC
d C SAB
Cách 1:
3
; SABC
SBC
Vd A SBC
S
Cách 2:
Gọi H là hình chiếu vuông góc của O lên
SM.
; 3 ; 3d A SBC d O SBC OH
5. Tính
;
;
;
d SA BC
d SB AC
d SC AB
Gọi H là hình chiếu vuông góc của M lên
SA.
; ;d SA BC d M SA MH
6. Xác định tâm
và bán kính
mặt cầu ngoại
tiếp hình chóp
SABC
SO là trục của tam giác ABC. Gọi N là trung
điểm SA. Dựng mặt phẳng trung trực của SA
cắt SO tại I IA IB IC IS I là tâm
mặt cầu ngoại tiếp hình chóp SABC, bán
kính R IS
Cách 1:
IS NSNSI OSA
SA SO
2
2
SAR IS
SO
Cách 2:
cos
SNR IS
NSI
7. Tính thể tích
khối nón
ngoại tiếp khối
chóp SABC
Chóp SABC nội tiếp trong hình nón có bán
kính R OA ; chiều cao h SO và đường
sinh l SA
21. .
3nonV SO OA
8. Tính thể tích
khối trụ ngoại
tiếp chóp
SABC
Chóp SABC nội tiếp trong hình trụ có bán
kính R OA ; chiều cao h SO
2. .truV SO OA
9. Gọi E là trung
điểm AB. Tính
;d EC SB
Gọi P sao cho BECP là hình bình hành.
CE vuông AB nên BECP là hình chữ nhật.
Kẻ gọi K thuộc BP sao cho OK song song
EB.
Gọi H là hình chiếu của O lên SK.
; ;
; ;
d EC SB d EC SBP
d EC SBP d O SBP OH
10. Gọi E là trung
điểm AB. Tính
;d EC BC
Gọi F là trung điểm AC. K giao điểm AM
với EF. H là hình chiếu của O lên SK.
; ;
; 3 ; 3
d EC BC d BC SEF
d C CEF d O SEF OH
Áp dụng thực tế
Cạnh đáy bằng a, cạnh bên bằng 3a
Cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc là 060
Cạnh đáy bằng 2a, mặt bên hợp với mặt đáy một góc là 030
Cạnh đáy bằng 3a , mặt bên hợp với mặt đáy một góc là 030
Cạnh đáy bằng a, diện tích tam giác SAC bằng 24a
Cạnh đáy bằng 2a, khoảng cách từ A đến (SBC) là 3a
Bài 5:
Cho hình chóp tứ giác đều SABCD. M là trung điểm CD, O là tâm của ABCD.
1. Góc hợp bởi cạnh
bên và mặt đáy ;SA ABCD SAO
2. Góc hợp bởi mặt
bên và mặt đáy. ;SBC ABCD SMO
3. Thể tích khối chóp
SABCD
21 1. .
3 3SABCD ABCDV SO S SO AB
4. Tính
;
;
;
;
...
d A SCD
d A SBC
d B SCD
d B SAD
Gọi H là hình chiếu vuông góc của O
lên SM.
; 2 ; 2d A SCD d O SCD OH
5. Tính
;
;
;
;
...
d SA BC
d SA CD
d SB CD
d SB AD
Gọi H là hình chiếu vuông góc của O
lên SM.
; ;
; 2 ; 2
d SB CD d SB SCD
d B SCD d O SCD OH
6. Xác định tâm và
bán kính của mặt
cầu ngoại tiếp hình
chóp SABCD
SO là trục của ABCD. Gọi N là
trung điểm của SA. Dựng mặt phẳng
trung trực của SA cắt SO tại I.
IA IB IC ID IS I là tâm
mặt cầu ngoại tiếp hình chóp
SABCD, bán kính R IS
Để tính IS ta dùng
Cách 1:
IS NSNSI OSA
SA SO
2
2
SAR IS
SO
Cách 2: cos
SNR IS
NSI
Cạnh đáy bằng a, cạnh bên bằng 3a
Cạnh đáy bằng a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc là 060
Cạnh đáy bằng 2a, mặt bên hợp với mặt đáy một góc là 030
Bài 6:
Cho hình chóp OABC có OA, OB, OC đôi một vuông góc nhau (tứ diện vuông OABC)
1. Góc hợp bởi:
; ; ; ; ; ;...AB OAB ABO AC OBC ACO BC OAB BCO
2. Góc hợp bởi (ABC)
và (OBC)
Gọi E là hình chiếu vuông góc của
O lên BC. ;ABC OBC AEO
3. Thể tích khối OABC 1 1. . .
3 6OABC OBCV OA S OAOB OC
4. Gọi H là hình chiếu
vuông góc của O lên
(ABC). Chứng minh
rằng H là trực tâm
của tam giác ABC
Kẻ AH cắt BC tại E. Do H là hình
chiếu vuông góc của O lên (ABC)
nên OH AE . Suy ra BC AH
nên AH là đường cao của tam giác
ABC.
Tương tự cho BH; CH.
Vậy H là trực tâm của tam giác
ABC.
Chú ý:
;d O ABC OH
2 2 2 2
1 1 1 1
OH OA OB OC
Áp dụng thực tế ; ;OA a OB b OC c
Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình thoi. O là giao điểm AC và BD. Hình chiếu của S
lên (ABCD) là H thuộc AB sao cho 2AH BH
1. Tính thể tích khối chóp SABCD. 1
.3
SABCD ABCDV SH S
2. Tính
;
;
;
;
d H SCD
d A SCD
d B SCD
d M SCD
M AB
Gọi K là hình chiếu vuông góc của
H lên CD. J là hình chiếu vuông góc
của H lên SK.
;d H SCD HJ
3. Tính ;d O SCD Gọi K là hình chiếu vuông góc của
H lên CD. J là hình chiếu vuông góc
của H lên SK.
1 1
; ;2 2
d O SCD d B SCD OH
4. Tính ;d HC SD Kẻ đường thẳng d qua D song HC.
Gọi K là hình chiếu vuông góc của
H lên đường thẳng d. J là hình chiếu
vuông góc của H lên SK.
; ;
;
d HC SD d HC SKD
d H SKD HJ
BÀI TẬP HƯỚNG DẪN
Bài 1. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a , SA vuông góc với đáy ,
SA = a 2 .Chứng minh rằng các mặt bên hình chóp là những tam giác vuông.
a) CMR (SAC) (SBD) .
b) Tính góc giữa SC và mp ( SAB ) .
c) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( SBD ) và ( ABCD)
d) Tính d(A, (SCD)) .
Giải
a) Chứng minh rằng các mặt bên hình chóp là những tam giác vuông.
Ta có : ,SA ABCD SA AD SA AB
,SAD SAB vuông tại A.
Chứng minh SBC vuông :
Ta có : BC AB ( Hai cạnh kề của hình vuông ABCD )
BC SA ( vì SA ABCD )
BC SAB , mà SB SAB BC SB
SBC vuông tại B.
Chứng minh SCD vuông :
Ta có : CD AD ( Hai cạnh kề của hình vuông ABCD )
CD SA (Vì SA ABCD )
CD SAD , mà SD SAD CD SD
SCD vuông tại D.
b) CMR (SAC) (SBD) :
BD AC (Hai đường chéo của hình vuông ABCD )
BD SA ( Vì SA ABCD )
BD SAC , mà BD SBD SAC SBD .
c) Tính góc giữa SC và mp ( SAB ) :
O
a
a 2
A
B C
D
S
H
Do BC SAB tại B nên hình chiếu của C lên (SAB) là B.
Hình chiếu của SC lên (SAB) là SB.
, ,SC SAB SC SB CSB .
Trong SAB vuông tại A, ta có : 2
2 2 22 3SB SA AB a a a .
Trong SBC vuông tại B, ta có : 01tan 30
3 3
BC aCSB CSB
SB a .
Vậy 0, 30SC SAB .
d) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( SBD ) và ( ABCD) :
Ta có : SBD ABCD BD .
Gọi O là tâm của hình vuông ABCD, O BD .
Theo chứng minh ở câu b) BD SAC , mà SO SAC SO BD .
Mặc khác, AO BD .
Vậy , ,SBD ABCD SO AO AOS (do AOS là góc nhọn).
2
22
aAC a AO .
Trong SAO vuông tại A, ta có : 2
tan 2 arctan 22
2
SA aAOS AOS
AO a .
, arctan 2SBD ABCD AOS .
Nhận xét : Để xác định góc giữa và ta có thể làm theo các cách sau :
Cách 1 : Tìm a, b sao cho , , ,a b a b .
Cách 2 : Nếu thì tìm O . Từ O, trong vẽ a tại O ;
trong vẽ b tại O. Suy ra , ,a b . (đã trình bày ở câu d) )
Cách 3 : Trong trường hợp tổng quát :
Tìm ;
Tìm sao cho ;
Tìm a , b ;
Kết luận : , ,a b .
Câu d) ta có thể trình bày cách 3 như sau :
Ta có : SBD ABCD BD ;
3a
a a 2
B
C
A
S
H
BD SAC (theo chứng minh câu b) )
SAC SBD SO , SAC ABCD AC ;
Vậy , ,SBD ABCD AC SO AOS ( Vì AOS là góc nhọn).
e) Tính d(A, (SCD)) :
Gọi H là hình chiếu của A lên SD.
Ta có : AH SD (1)
CD AD ( Hai cạnh kề của hình vuông ABCD) ;
CD SA (Vì SA ABCD ).
CD SAD , mà AH SAD CD AH (2)
Từ (1), (2) AH SCD tại H ,d A SCD AH .
Xét SAD vuông tại A có AH là đường cao :
Ta có :
22
22 2 2 2 2
1 1 1 1 1 3 2 2
2 3 32
a aAH AH
AH AS AD a aa
.
Vậy 2
,3
ad A SCD AH .
Bài 2. Cho hình chóp S. ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại C và SB (ABC), biết AC = a 2 ,
BC = a, SB = 3a.
a) Chứng minh: AC (SBC)
b) Gọi BH là đường cao của tam giác SBC. Chứng minh: SA BH.
c) Tính góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABC)
Giải
a) Chứng minh : AC (SBC)
Ta có : AC BC (gt) ;
AC SB (Vì SB ABC ) ;
AC SBC .
b) Chứng minh : SA BH
Để chứng minh SA BH ta chứng minh BH SAC .
Ta có : BH SC (gt) (1)
Theo chứng minh trên , AC SBC mà BH SBC BH AC (2)
Từ (1) và (2) BH SAC , mà SA SAC BH SA .
c) Tính góc giữa đường thẳng SA và mặt phẳng (ABC)
Do SB ABC tại B nên hình chiếu của S lên (ABC) là B.
Hình chiếu của SA lên (ABC) là BA.
, ,SA ABC SA BA SAB .
M
B
AC
a
60°
a
a
a
H
O
AD
BC
S
Trong ABC vuông tại C, ta có : 2 2 2 22 3.AB BC AC a a a
Trong SBA vuông tại B, ta có : 03tan 3 60
3
SB aSAB SAB
AB a .
Vậy 0, 60SA ABC SAB .
Bài 3. Cho hình chóp S. ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a có góc BAD = 600
và SA=SB = SD = a.
a) Chứng minh (SAC) vuông góc với (ABCD)
b) Chứng minh tam giác SAC vuông
c) Tính khoảng cách từ S đến (ABCD)
Giải
a) Chứng minh (SAC) vuông góc với (ABCD)
Gọi O là tâm của hình thoi ABCD.
Ta có : SBD cân tại S có O là trung điểm của BD nên SO BD ;
ABCD là hình thoi nên BD AC ;
BD SAC , mà BD ABCD SAC ABCD .
b) Chứng minh tam giác SAC vuông
Ta chứng minh SO = AO = OC.
Do ABD cân tại A có 060BAD ABD đều.
ABD đều cạnh a có AO là đường trung tuyến
3
2
aAO .
Xét SOD vuông tại O, ta có :
2 22 2 2 3 3
2 4 2
a a aSO SD OD a
.
3
2
aSO AO OC , mà SO là đường trung tuyến của SAC SAC vuông tại S.
Chú ý : Cho tam giác ABC có AM là đường trung tuyến
ABC vuông tại A AM MB MC .
“Trong một tam giác vuông đường trung tuyến ứng với
cạnh huyền bằng một nửa cạnh huyền”
c) Tính khoảng cách từ S đến (ABCD)
Xét hình chóp S.ABD :
Ta có : SA = SB = SD = a, AB = BD = DA = a nên S.ABD là hình chóp đều.
Gọi H là trọng tâm của ABD SH ABD (Theo tính chất của hình chóp đều).
a
Q
K
M
HO F
E
A
B C
D
S
P
SH ABCD tại H ,d S ABCD SH .
Vì H là trọng tâm ABD nên 2 2 3 3
.3 3 2 3
a aAH AO .
Trong SHA vuông tại H, ta có :
2 22
2 2 2 23 3 2 2
3 3 3 3
a a a aSH SA AH a a
.
2
,3
ad S ABCD SH .
Bài 4. Cho hình chóp S. ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, mặt bên (SAB) là tam giác đều.
Gọi E, F là trung điểm của AB và CD.
a) Cho biết tam giác SCD vuông cân tại S. Chứng minh: SE (SCD) và SF (SAB).
b) Gọi H là hình chiếu vuông góc của S trên EF. Chứng minh: SH AC
c) Tính góc giữa đường thẳng BD và mặt phẳng (SAD)
Giải
a) Chứng minh SE (SCD) và SF (SAB).
Chứng minh SE (SCD) :
Do SCD cân tại S có F là trung điểm của CD CD SF
Mà CD EF (theo tính chất của hình vuông)
CD SEF , mà SE SEF SE CD (1)
Ta chứng minh SEF vuông tại S bằng cách
sử dụng định lý Pytago như sau :
SCD vuông tại S có SF là đường trung tuyến nên
1
2 2
aSF CD .
SAB đều cạnh a có SE là trung tuyến nên 3
2
aSE .
EF = a.
Ta có :
2 2 2 22 2 2 23 3
2 2 4 4
a a a aSE SF a EF
.
Vậy SEF vuông tại S SE SF (2)
Từ (1) và (2) SE SCD .
Chứng minh SF (SAB) :
Theo chứng minh trên, SF SE (3)
CD SEF , mà AB // CD AB SEF SF AB (4)
Từ (3) và (4) SF SAB .
b) Chứng minh SH AC
Ta có : CD SEF (theo chứng minh trên), mà SH SEF SH CD .
Hơn nữa, SH EF (gt) SH ABCD .
Mà AC ABCD SH AC .
c) Tính góc giữa đường thẳng BD và mặt phẳng (SAD) (câu khó - các em học sinh đọc tham khảo).
Gọi O là tâm của hình vuông ABCD.
Theo tính chất của hình vuông ABCD, ta có AC, BD và EF đồng quy tại O.
Vì SE SF nên H thuộc đoạn OF.
Trong mặt phẳng (ABCD), qua H vẽ đường thẳng song song với CD cắt AD, OD lần lượt tại M và
K.
Vậy góc giữa BD và mặt phẳng (SAD) là góc giữa KD và (SAD). Ta đi tìm hình chiếu của K lên
(SAD).
Ta có : ,AD MH AD SH (do SH ABCD ) AD SHM SAD SHM .
SAD SHM SM .
Vẽ KP SM ( P SM ) KP SAD tại P.
Nhận xét : Nếu hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì đường thẳng nào nằm trong mặt phẳng này
và vuông góc với giao tuyến thì vuông góc với mặt phẳng kia.
Hình chiếu của K lên (SAD) là P.
Hình chiếu của KD lên (SAD) là PD.
, , ,BD SAD KD SAD KD PD KDP .
Để tìm góc KDP ta đi tìm KD và KP.
SEF vuông tại S có SH là đường cao nên ta có : 2
2
2 2 2 22 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 1 4 4 16 3 3
3 3 3 16 434 422
a aSH SH
a aSH SE SF a a aaa
.
SEH vuông tại H nên ta có : 2 2 2
2 2 3 3 9 3
4 16 16 4
a a a aEH SE SH .
3
4 2 4 2 4 4
a a a a a aOH EH OE HF OF OH .
H là trung điểm của OF, mà HK // DF nên HK là đường trung bình của FOD .
K là trung điểm của OD 1 1 2 2
.2 2 2 4
a aKD OD . (do 2BD a ).
1 1
.2 2 2 4
a aHK DF ,
2 4 4
a a aMK MH HK K là trung điểm của MH.
2a
a
H
O
AD
B C
S
Trong (SHM), vẽ HQ SM (Q SM ), mà KP SM / /KP HQ mà K là trung điểm của MH nên
KP là đường trung bình của 1
2MHQ KP HQ .
SHM vuông tại H có HQ là đường cao, ta có : 2
2
2 2 2 22 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 1 16 4 28 3 3
3 3 3 28 2 7316 424
a aHQ HQ
a aHQ HS HM a a aaa
.
1 3 3.
2 2 7 4 7
a aKP .
Trong KPD vuông tại P, ta có : 0
3
34 7sin 27 35'
2 14
4
a
KPKDP KDP
KD a
Vậy 0, 27 35'BD SAD KDP .
Bài 5. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, ( )SA ABCD và SA = 2a.
a). Chứng minh ( ) ( )SAC SBD ; ( ) ( )SCD SAD
b). Tính góc giữa SD và (ABCD); SB và (SAD) ; SB và (SAC);
c). Tính d(A, (SCD)); d(B,(SAC))
Giải
a) Chứng minh ( ) ( )SAC SBD ; ( ) ( )SCD SAD
Chứng minh SAC SBD :
Ta có : BD AC (Hai đường chéo của hình vuông ABCD) ;
BD SA (do SA ABCD ) ;
BD SAC , mà BD SBD SAC SBD .
Chứng minh SCD SAD :
Ta có : CD AD (Hai cạnh kề của hình vuông ABCD) ;
CD SA (do SA ABCD ;
CD SAD , mà CD SCD SCD SAD .
b) Tính góc giữa SD và (ABCD); SB và (SAD) ; SB và (SAC).
Tính góc giữa SD và (ABCD).
Ta có : SA ABCD tại A nên hình chiếu của S lên mp (ABCD) là A.
Hình chiếu của SD lên mặt phẳng (ABCD) là AD.
, ,SD ABCD SD AD SDA .
Trong SAD vuông tại A, 2
tan 2 arctan 2.SA a
SDA SDAAD a
Vậy , arctan 2SD ABCD SDA .
Tính góc giữa SB và (SAD).
Ta có : ,BA SA BA AD BA SAD tại A nên hình chiếu của B lên (SAD) là A.
Hình chiếu của SB lên mặt phẳng (SAD) là SA.
, ,SB SAD SB SA BSA .
Trong SAB vuông tại A, 1 1
tan arctan .2 2 2
AB aBSA BSA
SA a
Vậy 1, arctan
2SB SAD BSA .
Tính góc giữa SB và (SAC).
Gọi O là tâm của hình vuông ABCD.
Theo chứng minh trên BD SAC tại O nên hình chiếu của B lên (SAC) là O.
Hình chiếu của SB lên (SAC) là SO.
, ,SB SAC SB SO BSO .
1 2
22 2
aBD a BO BD .
SAB vuông tại A nên 22 2 22 5SB SA AD a a a .
Trong SOB vuông tại O, ta có :
22 1 12sin arcsin
5 2 5 10 10
aBO
BSO BSOSB a
.
Vậy 1, arcsin
10SB SAC BSO .
c) Tính d(A, (SCD)); d(B,(SAC)).
Tính d(A, (SCD)).
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A trên SD.
Ta có : AH SD .
Theo chứng minh ở câu a, CD SAD mà AH SAD AH CD .
AH SCD tại H ,d A SCD AH .
60°
2a
a
K
B
A
C
S
H
SAD vuông tại A có AH là đường cao, ta có : 2
2
2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 5 4 2
4 4 5 5
a aAH AH
AH AD AS a a a .
Vậy 2
,5
ad A SCD AH .
Nhận xét : Nếu hai mặt phẳng vuông góc với nhau thì đường thẳng nào nằm trong mặt phẳng này
và vuông góc với giao tuyến thì vuông góc với mặt phẳng kia.
Trong ý trên, do (SAD) (SCD) và có giao tuyến là SD nên khi kẽ AH SD thì AH SCD .
Tính d(B,(SAC)).
Theo chứng minh trên BD SAC tại O nên hình chiếu của B lên (SAC) là O.
2
,2
ad B SAC BO .
Bài 6. Hình chóp S.ABC. ABC vuông tại A, góc B = 600 , AB = a, hai mặt bên (SAB) và (SBC)
vuông góc với đáy; SB = 2a. Hạ BH SA (H SA); BK SC (K SC).
a) CM: SB (ABC)
b) CM: mp(BHK) SC.
c) CM: BHK vuông .
d) Tính cosin của góc tạo bởi SA và (BHK).
Nhận xét : Hai mặt phẳng cùng vuông góc với một mặt phẳng thì giao tuyến của chúng (nếu có)
vuông góc với mặt phẳng đó, tức là :
Ta có :
;
dd
.
a) CM SB (ABC) :
Ta có :
;
SAB SBC SBSB ABC
SAB ABC SBC ABC
.
b) CM (BHK) SC :
SC BK (gt) (1)
AC AB ( ABC vuông tại A) ;
AC SB (do SB ABC ) AC SAB .
mà BH SAB BH AC , mặc khác BH SA (gt)
BH SAC mà SC SAC SC BH (2)
Từ (1) và (2) SC BHK .
c) CM BHK vuông :
Theo chứng minh ở câu b, BH SAC mà HK SAC BH HK .
Vậy BHK vuông tại H.
d) Tính cosin của góc tạo bởi SA và (BHK) :
Vì H SA nên , ,SA BHK SH BHK .
Theo chứng minh ở câu b, SC BHK tại K nên hình chiếu của S lên (BHK) là K.
Hình chiếu của SH lên (BHK) là KH.
, , , .SA BHK SH BHK SH KH SHK
SHK vuông tại K nên cosHK
SHKSH
. Ta có : HK AC
SHK SCASH SC
.
BAC vuông tại A, 0
0cos60 2
1cos60
2
AB AB aBC a
BC .
SBC vuông tại B nên 2 2 2 24 4 2 2SC BS BC a a a .
. 2 2 2 28 7AC BC AB a a a
7 7 14cos
42 2 2 2
HK AC aSHK
SH SC a .
Vậy 14cos , cos
4SA BHK SHK .
Bài 7. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD, cạnh đáy bằng a, cạnh bên bằng 2
5a. Gọi O là tâm của
hình vuông ABCD. Và M là trung điểm của SC.
a) Chứng minh: (MBD) (SAC)
b) Tính góc giữa SA và mp(ABCD) .
c) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( MBD) và (ABCD).
d) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( SAB) và (ABCD)
Nhắc lại : Hình chóp đều là hình chóp có các cạnh bên bằng nhau và có đáy là đa giác đều. Do đó,
trong hình chóp đều, tâm của đa giác đáy trùng với hình chiếu của đỉnh S lên mặt đáy.
a) Chứng minh : (MBD) (SAC) :
Vì hình chóp S.ABCD đều nên SO ABCD ;
a 5
2
a
M
O
A D
B C
S
E
F
mà BD ABCD BD SO ;
Hơn nữa, BD AC (Hai đường chéo của hình vuông ABCD);
BD SAC mà BD MBD MBD SAC .
b) Tính góc giữa SA và mp(ABCD) :
Ta có : SO ABCD nên hình chiếu của S lên (ABCD) là O.
Hình chiếu của SA lên (ABCD) là OA.
, ,SA ABCD SA OA SAO .
5
2
aSA ;
22
2
aAC a AO
Trong SOA vuông tại O, ta có :
22 22cos cos
5 5 5
2
aAO
SAO SAO arcSA a
.
Vậy 2, cos
5SA ABCD SAO arc .
c) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( MBD) và (ABCD) :
Ta có : MBD ABCD BD ;
BD SAC ;
SAC ABCD AC ;
SAC MBD MO ;
, ,MBD ABCD AC MO COM ( Vì COM là góc nhọn )
Trong SOC vuông tại O có OM là đường trung tuyến nên 1 1 5 5
.2 2 2 4
a aOM SC .
2 1 5
;2 2 4
a aOC MC SC .
Áp dụng định lí cosin trong tam giác COM, ta có : 2 2 2 2 . .cosCM OM OC OM OC COM . 2 2 2
2 2 2
5 2 5 24 2 4 2 22cos arccos
2 . 5 2 5 5 52 .
4 2 2
a a a aOM OC CM
COM COMOM OC a a a
.
Vậy 2, arccos .
5MBD ABCD COM
Cách 2 :
Trong SOC vuông tại O có OM là đường trung tuyến nên 1 1 5 5
.2 2 2 4
a aOM SC CM .
COM cân tại M COM MCO .
Mặc khác, MCO SAO ( Vì SAC cân tại S) COM SAO . Theo câu b, 2
arccos5
SAO .
Từ đó suy ra 2, arccos .
5MBD ABCD COM
Nhận xét : Trong việc xác định góc giữa hai mặt phẳng ( MBD) và (ABCD) ta có thể dùng cách 2
như đã nói ở bài tập 1. Cách này không đơn giản vì tìm điểm thuộc BD để từ đó vẽ trong (ABCD)
và (MBD) hai đường thẳng lần lượt vuông góc với BD tại điểm đó là khó. Thực chất, người ta
thường dùng cách 3 để từ đó trình bày cách 2 cho đơn giản.
d) Tính góc giữa hai mặt phẳng ( SAB) và (ABCD) :
Ta có : SAB ABCD AB ;
Gọi E, F lần lượt là trung điểm của AB và CD.
;AB EF AB SO (do SO ABCD ) AB SEF .
SEF ABCD EF ;
SEF SAB SE ;
, ,SAB ABCD SE EF SEF ( Vì SEF là góc nhọn )
SOC vuông tại O nên
2 22 2
2 2 5 2 5 2 3
2 2 4 4 2
a a a a aSO SC OC
Trong SEO vuông tại O, ta có : 0
3
2tan 3 60
2
aSO
SEF SEFaOE
Vậy 0, 60SAB ABCD SEF .
Bài 8. Cho hình lăng trụ ABC.ABC có AA (ABC) và AA = a, đáy ABC là tam giác vuông
tại A có BC = 2a, AB = a 3 .a) Tính khoảng cách từ AA đến mặt phẳng (BCCB).
b) Tính khoảng cách từ A đến (ABC).
c) Chứng minh rằng AB (ACCA) và tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (ABC).
Giải
a) Tính khoảng cách từ AA đến mặt phẳng (BCCB).
Vì '/ / 'AA BB nên '/ / ' 'AA BCC B
a 3
2a
a
K
H'B'
O
C
A
C'
A'
BH ', ' ' , ' 'd AA BB C C d A BCC B .
Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên BC.
Từ H, vẽ đường thẳng song song với AA’ cắt B’C’ tại H’.
Do '/ / 'AA HH , ' ' 'AA ABC HH ABC HH AH .
Ta có : ' ''
AH BCAH BCC B
AH HH
tại H
, ' 'd A BCC B AH .
ABC vuông tại A nên 2 2 2 24 3AC BC AB a a a .
ABC vuông tại A có AH là đường cao nên 2
2
2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 4 3 3
3 3 4 2
a aAH AH
AH AC AB a a a .
3
', ' '2
ad AA BB C C AH .
b) Tính khoảng cách từ A đến (ABC).
'AB AA (do 'AA ABC ) ; AB AC (gt) ' ' 'AB A ACC AB A C .
Ta có : A’A = AC = a nên A’ACC’ là hình vuông.
Gọi O là tâm của hình vuông A’ACC’.
Do ' '
' ''
A C ACA C ABC
A C AB
mà ' ' ' 'A C A BC ABC A BC .
Hai mặt phẳng ' , 'A BC ABC có giao tuyến là OB .
Trong 'ABC kẻ 'AK OB K OB AK A BC tại K.
, 'd A A BC AK .
AOB vuông tại A có AK là đường cao nên 2
2
22 2 2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 2 1 6 7 3 3
3 3 3 3 7 72
2
a aAK AK
AK AB AO a a a a aa
.
Vậy 3
, '7
ad A A BC AK .
Cách 2 :
Vì , ' ' ' 'BC AH BC AA BC AA H A BC AA H
Hai mặt phẳng này cắt nhau theo giao tuyến A’H.
Trong mặt phẳng (AA’H), kẻ ' ' 'AI A H I A H AI A BC tại I.
, 'd A A BC AI .
'AA H vuông tại A có AI là đường cao nên
22 2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 4 1 7 3
3' 3 3 7
4
aAI
aAI AH AA a a a a .
3
, '7
ad A A BC AI .
Nhận xét : Hai điểm I và K hiển nhiên trùng nhau.
c) Chứng minh rằng AB (ACCA) và tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (ABC).
Chứng minh rằng AB (ACCA) :
Ta có : , 'AB AC AB AA (do 'AA ABC ) ' 'AB ACC A .
Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (ABC) :
Theo chứng minh trên, ' 'A C ABC tại O nên ', ' 'd A ABC A O .
Ta có : 2 2
' 2 ' ', '2 2
a aA C a A O d A ABC .
Nhận xét : Để tính khoảng cách từ M đến , nếu đề bài cho không xác định trực tiếp được hình
chiếu của M lên thì ta làm như sau :
Tìm mp đi qua M và ;
Tìm giao tuyến ;
Kẻ ,MH H MH d M MH .