hoc360.net - tÀi liỆu hỌc tẬp miỄn phÍ vậy dh,mpscd hi 2
TRANSCRIPT
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Vậy d H,mp SCD HI .
Vì a 3AB CD d H,CD d A,CD
2 ( ACDD đều )
Trong SHKD vuông tại H : 2 2 2 2 2 2
1 1 1 4 1 7 a 21HI
7HI HK HS 3a a 3a .
Kết luận a 21d H,mp SCD HI
7 .
b). Tính khoảng cách từ O đến (SCD).
Gọi M là giao điểm của HO và CD, O là tâm đối xứng của đáy suy ra O trung
điểm của HM. Nên
d O, SCD OM 1 a 21
d O, SCDHM 2 14d H, SCD
.
c). Tính khoảng cách từ A đến (SBC).
Muốn tính khoảng cách từ A đến mp(SBC) , ta phải tính khoảng cách từ H đến
mp(SBC) trước sau đó sử dụng công thức tính tỉ lệ khoảng cách
Trong (ABCD) dựng HL BC tại L , có BC HL
BC SHLBC SH
SBC SHL , hai mặt phẳng này vuông góc với nhau theo giao tuyến SL, trong
mp(SHL) dựng HJ SL tại J HJ SBC d H, SBC HJ .
Ta có ABCD đều nên 0HBL 60 . Trong DHBL: 0 a 3HL BH.sin 60
4 .
Trong SHLD vuông tại H : 2 2 2 2 2 2
1 1 1 16 1 19 a 57HJ
19HJ HL HS 3a a 3a
Hai điểm A và H nằm trên đường thẳng có giao điểm với mp(SBC) tại B nên có
d A, SBC AB 2a 57
2 d A, SBCHB 19d H, SBC
.
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Ví dụ 4 : (ĐH_KA_2014) Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông
cạnh a, 3a
2SD , hình chiếu vuông góc của S trên mặt phẳng (ABCD) là trung
điểm cạnh AB. Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBD).
Giải. Gọi H là trung điểm AB, suy ra SH ABCD
Xét tam giác vuông HSD vuông tại H, ta có:
22 2 2 2 2
2 22
2
4
9a
4 4
ABSH SD HD SD AD
aa
a
SH a
Tính khoảng cách , ( )d A SBD ?
Cách 1. Phân tích:
+) Ta có AH SBD B . Vì vậy quy khoẳng cách từ điểm A về điểm H là chân
đường cao hạ từ S đến mp ABCD
+) Tính , ( )d H SBD
+)
, ( )2
, ( )
d A SBD AB
d H SBD HB
Giải.
Gọi O AC BD AC BD tại O
Trong mặt phẳng ABCD , kẻ / /HI BD I BD HI AO . Kẻ HK SI K SI .
Suy ra , ( )d H SBD HK
a
3a
2
I
OH
CB
A D
S
K
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Xét tam giác OAB, có H là trung điểm của AB và / /HI AO suy ra HI là đường trung
bình của tam giác OAB. Nên ta có 2
2 4
OA aHI
Xét tam giác HSK vuông tại H, có:
22 2 2 2
1 1 1 1 1 9
32
4
aHK
HK HI SH a aa
Tính , ( )d A SBD ?
Ta có AH SBD B , suy ra
, ( )2
, ( )
d A SBD AB
d H SBD HB
2a
, ( ) 23
d A SBD HK
Cách 2. (Hướng gián tiếp: Kết hợp giữa tính chất tứ diện vuông và kỹ thuật dời
điểm cắt nhau)
Phân tích: +) Ta có , ,SH HB SH HO HB HO , suy ra S.HOB là tứ diện vuông
+) , ,SOB SBD d H SOB d H SBD
+ Sau khi tính được khoảng cách từ H thì ta lại
quy về để tính ,d A SBD
Giải.
Do , ,SH HB SH HO HB HO , suy ra S.HOB
là tứ diện vuông.
Ta lại có
, ,SOB SBD d H SOB d H SBD Tính ,d H SOB h ?
Sử dụng tính chất tứ diện vuông ta có:
OH
CB
A D
S
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
2 2 2 2 2
1 1 1 1 9
h HS HO HB a với
2
aHB HO
Suy ra 3
ah
Tính 2a
,3
d A SBD
Cách 3. Có thể dùng kỹ thuật thể tích khối chóp (Áp dụng cho học sinh 12)
Phân tích:
+) Khai thác bài toán ta có . .
1.
2S ABD S ABCDV V
+) Mặt khác ta có ..
31, . ,
3S ABD
S ABD SBD
SBD
VV d A SAD S d A SAD
SD
D
+) Tính diện tích tam giác SBD.
Giải.
Ta có . .
1.
2S ABD S ABCDV V
Mặt khác có . ..
3 31, . , (1)
3 2S ABD S ABCD
S ABD SBD
SBD SBD
V VV d A SBD S d A SBD
S SD
D D
Tính diện tích tam giác SBD. Trong mặt phẳng (SBD), kẻ ( )SI BD I BD
thì 1
.2
SBDS SI BDD
a
3a
2
I
OH
C
DA
B
S
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Do H là hình chiếu của S trên mp(ABCD) và SI ABCD I mà ( )SI BD I BD .
Suy ra HI BD (theo định lí ba đường vuông góc)
Xét tam giác HIS vuông tại H có
22 22 2 2 2 2 2 9a 3
2 4 8 2 2
OA a aSI SH HI SH a SI
Suy ra 21 1 3 3
. 22 2 42 2
SBD
a aS SI BD aD (2)
Thay (1) vào (2) ta có
3
2
3.2a3,
3 32.
4
a
d A SBDa
* Bài tập tự luyện
Câu 1: ĐỀ TUYỂN SINH ĐẠI HỌC KHỐI A NĂM 2013 : Cho hình chóp
S.ABC có đáy là tam giác vuông tại A, 0ABC 30 , SBC là tam giác đều cạnh a và
mặt bên SBC vuông góc với đáy. Tính theo a khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng (SAB).
A. a 39
13 B. a 39
26 C. a 39
39 D. 2a 39
13
Câu 2 : Trong mặt phẳng (P) , cho hình thoi ABCD có độ dài các cạnh bằng a, góc
ABC= 120° . Gọi G là trọng tâm của tam giác ABD. Trên đường thẳng vuông góc
với mặt phẳng (P) tại G lấy điểm S sao cho góc ASC = 90° . Khoảng cách từ điểm
G đến mặt phẳng (SBD) theo a là :
A. �√�
� B.
�√�
� C.
��√�
� D. Đáp án khác
Câu 3 : Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B ,
SA = a , SA (ABCD) , AB = BC = a và AD = 2a . Khoảng cách từ điểm B đến
mặt phẳng (SCD) theo a là :
A. �√�
� B.
��√�
� C.
�√�
� D.
�√�
�
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Câu 4 : Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành với AB = 2a ,
BC = a√2 , BD = a√6 . Hình chiếu vuông góc của S lên (ABCD) là trọng tâm G
của tam giác BCD. Biết SG = 2a , khoảng cách từ điểm A đến (SBD) theo a là :
A. ��
�√� B.
�
√� C.
��
√� D. Đáp án khác.
Câu 5 : Cho tứ diện ABCD có AB = AC = a√2 , BD = CD = a√3 , BC = 2a , góc
tạo bởi hai mặt phẳng (ABC) và (BCD) bằng 45° . Khoảng cách từ điểm B đến mặt
phẳng (ACD) là :
A. a√2 B . a√5 C. �√�
� D. Cả A và C đều đúng.
Câu 6 : Cho hình chóp S.ABC trong đó SA,AB,BC đôi một vuông góc với nhau ,
biết SA = a√3 , AB = a√3 . Khi đó khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SBC) là :
A. �√�
� B.
�√�
� C.
�√�
� D. Đáp án khác
Câu 7: Cho hình chóp .S ABCD có đáy là hình chữ nhật; 2 ; 2AB a AD a . Gọi M
là trung điểm của AB, hai mặt phẳng SAC và SDM cùng vuông góc với mp đáy
và 6SH a với H là giao điểm của AC và DM. Tính khoảng cách từ H đến mp
SAD
Câu 8: Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a . Khoảng cách từ A đến BCD bằng:
A. 6
2
a B.
6
3
a C.
3
6
a D.
3
3
a
Dạng 3: Khoảng cách giữa đường thẳng song song với mp.
- Phương pháp: Việc tính khoảng cách từ đường thẳng D đến mặt phẳng ()
được đưa về việc tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng. Vậy:
( ,( )) ( ,( )), D Dd d M M .
Các ví dụ:
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 1. Cho hình thang vuông ABCD vuông ở A và D , 2AD a . Trên đường thẳng
vuông góc tại D với ABCD lấy điểm S với 2SD a . Tính khỏang cách giữa
đường thẳng DC và SAB .
A. 2a . B. 3
3
a. C.
2
a. D.
2
3
a.
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Dựng DK SA , , ,d DC SAB d D SAB DK
2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1 3
2 4 4DK SD AD a a a
2
3
aDK
2a
A
CD
S
B
K
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 2. Cho hình chóp tứ giác đều . có 2 .S ABCD AB SA a Khoảng cách từ đường
thẳng AB đến SCD bằng bao nhiêu?
A. 6
.2
a B.
6.
3
a C. .
2
a D. .a
Hướng dẫn giải
Chọn B.
Gọi ,I M lần lượt là trung điểm cạnh AB và CD thì ( )CD SIM
Vẽ IH SM tại H SM thì ( )IH SCD
.
, ( ) , ( )SO IM
d AB SCD d I SCD IHSM
SABD đều cạnh 2 3 3a SI a SM a
Và 2 212
2OM IM a SO SM OM a
Cuối cùng . 2.2 2 6
,( )33
SO IM a a ad AB SCD
SM a
I MOB
A D
C
S
H
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 3. Cho hình chóp .S ABCD có SA ABCD , đáy ABCD là hình thang vuông có
chiều cao AB a . Gọi I và J lần lượt là trung điểm của AB vàCB . Tính khỏang
cách giữa đường thẳng IJ và . SAD
A. 2
2
a B.
2
a C.
3
3
a D.
3
a
Hướng dẫn giải
Chọn B.
/ / AD / /( ) (SAD) ,( ) .2
aIJ IJ SAD d IJ, d I SAD IA
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 4. Cho hình chóp .O ABC có đường cao 2
3
aOH . Gọi M và N lần lượt là trung
điểm của OA và OB . Tính khoảng cách giữa đường thẳng MN và ABC .
A. 3
.3
a B.
2.
2
a C. .
2
a D. .
3
a
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Khoảng cách giữa đường thẳng MN và ABC :
3, , .
2 3
OH ad MN ABC d MNP ABC
Bài tập tự luyện
Bài 1. Cho hình chóp SABCD, có SA (ABCD) và SA = a 6 , đáy ABCD là nửa lục giác đều nội tiếp trong đường tròn đường kinh AD = 2a.
a) Khoảng cách từ A đến mặt phẳng (SCD) l:
.A a . 2B a 2
.2
aC .
2
aD
b) Khoảng cách từ đường thẳng AD đến mặt phẳng (SBC) là: 6
.3
aA . 3B a
6.
2
aC .
2
aD
P
N
M
HA C
B
O
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Diện tích của thiết diện của hình chóp SABCD với mặt phẳng (P) song song với
mp(SAD) và cách (SAD) một khoảng bằng 3
4
a là:
2.A a 2. 3B a 2 3
.2
aC
2 6.
2
aD
Bài 2. 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) Khoảng cách từ AA đến mặt phẳng (BCCB) l: 3
.2
aA . 3B a
2.
2
aC .
2
aD
b) Khoảng cách từ A đến (ABC) l: 6
.3
aA . 21B a
21.
3
aC
21.
7
aD
c) Khoảng cách từ A đến mặt phẳng (ABC) l:
2.
3
aA . 2B a
2.
2
aC .
2
aD
Bài 3. Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA (ABCD) và SA = 2a.
a) Khoảng cách từ A đến mp(SBC), từ C đến mp(SBD) l: 2 6
. ;2 3
a aA
2. 2;
2
aB a
6. ; 2
2
aC a
2. ; 2
2
aD a
b) M, N lần lượt là trung điểm của AB và AD. Khoảng cách từ MN đến (SBD): 2
.3
aA . 2B a
6.
3
aC .
2
aD
c) Mặt phẳng (P) qua BC cắt các cạnh SA, SD theo thứ tự tại E, F. Cho biết
AD cách (P) một khoảng là 2
2
a, Khoảng cách từ S đến mặt phẳng (P) l:
2 6.
2
aA 2. 2B a
2 2.
2
aC
2 3.
2
aD
Bài 4. (Chuyên Hưng Yên) Cho lăng trụ đứng . ' ' 'ABC A B C có đáy là tam giác cân, AB AC a ,
120BAC . Mặt phẳng ' 'AB C tạo với đáy một góc 60°. Thể tích của lăng trụ . ' ' 'ABC A B C và
khoảng cách từ đường thẳng BC đến mặt phẳng ' 'AB C là:
33 3. ;
8 4
a aA
33 2. ;
8 2
a aB
33 3. ;
4 4
a aC
3 2. ;
8 2
a aD
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 5. Cho biết khẳng định nào sau đây là sai?
Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’, khi đó:
A. mặt phẳng (A’BD) song song với mặt phẳng (CB’D’).
B. ' ( ' ) . ' (CB'D')AC A BD M AC N thì M và N tương ứng là trọng tâm
của các tam giác A’BD và CB’D’.
C. 'AM MN NC .
D. AC’ vuông góc với (A’BD) và (CB’D’).
Bài 6. Trong không gian cho điểm O không thuộc mặt phẳng (P). Tập hợp những
đường thẳng đi qua O và song song với (P) là
A. toàn bộ không gian.
B. một mặt phẳng song song với (P).
C. hai mặt phẳng song song với (P).
D. một mặt phẳng đi qua O và song song với (P).
Bài 7. Cho hình chóp S.ABCD có SA vuông góc với đáy và đaý là hình thang vuông
có đáy lớn AD gấp đôi đáy nhỏ BC, đồng thời đường cao AB = BC = a. Khi đó
khoảng cách từ đường thẳng BC đến mặt phẳng (SAD) là bao nhiêu?
A. h ;a B. h ;2
a C.
2h ;
2
a D.
3h ;
2
a
Bài 8. Cho hình chóp tứ giác đều .S ABCD cạnh đáy bằng cạnh bên bằng a . Tính
khoảng cách h từ AD đến mp SBC bằng bao nhiêu?
A. 2
3
ah . B.
2
3h a . C.
3
2
ah . D.
3
ah .
Dạng 4: Khoảng cách giữa hai mp song song nhau.
Phương pháp: Quy về khoảng cách từ 1 điểm nằm trên mp này đến mp kia.
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Các ví dụ
Bài 1. Cho hình lăng trụ tam giác .ABC A B C có các cạnh bên hợp với đáy những
góc bằng 060 , đáy ABC là tam giác đều cạnh a và A cách đều , ,A B C . Tính khoảng
cách giữa hai đáy của hình lăng trụ.
A. a . B. 2a . C. 2
3
a. D.
3
2
a.
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Khoảng cách giữa hai đáy bằng đường cao A H của tứ diện .A ABC
0tan 60A H
A H aA G
, G là trọng tâm tam giác ABC .
Bài 2. Cho hình hộp thoi .ABCD A B C D có các cạnh đều bằng a và 060BAD BAA DAA . Khoảng cách giữa hai mặt phẳng đáy ( )ABCD và ( )A B C D
là:
A. 10
5
a. B.
6
3
a. C.
5
5
a. D.
3
3
a.
Hướng dẫn giải
β
α
A
H
60
G
C'
B'
C
B
A
A'
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Chọn B.
.A ABD là tứ diện đều cạnh a
Khoảng cách giữa hai đáy là đường cao A G của tứ diện A ABD và bằng
6
3
a
Bài 3. Cho hình lăng trụ tam giác 1 1 1.ABC A B C có cạnh bên bằng .a Các cạnh bên của
lăng trụ tạo với mặt đáy góc o60 . Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng 1 1 1A BC
là trung điểm của 1 1.BC Khoảng cách giữa hai mặt đáy của lăng trụ bằng bao nhiêu?
A. 3
.2
a B. .3
a C.
2.
2a D. .
2
a
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Ta có: ' ' 60 .oA H ABC A AH
o 3' ' ' , ' ' .cos60 .
2d A B C ABC A H A A a
C'
D'
B'
C
DA
B
A'
G
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 4. Cho hình lập phương .ABCD A B C D cạnh .a Khoảng cách giữa
và AB C A DC bằng :
A. 3a . B. 2a . C. 3
a. D.
3
3
a.
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Ta có , , ,d dAB C A DC B A D d DC A DC
Gọi O là tâm của hình vuông A B C D . Gọi I là hình . Chiếu của D trên
O D , suy ra I là hình chiếu của D trên A DC .
2 2 2
2
2.
. 32, , .3
2
2
aa
D O D DAB C A
ad d D D I
DDC A D
O D D a
C
a
c) Bài tập tự luyện
Bài 1. Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ có cạnh là a > 0. Khi đó, khỏang cách
giữa hai mặt phẳng (AB’D’) và (C’BD) là bao nhiêu?
A. 3
3
ah . B.
3
2
ah .
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
C. 2
3
ah . D.
6
3
ah .
Bài 2. Cho hình lăng trụ tứ giác đều .ABCD A B C D có cạnh đáy bằng .a Gọi , , M N P
lần lượt là trung điểm của , , . AD DC A D Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng
và .MNP ACC
A. .3
a B.
2.
4
a C.
3.
3
a D. .
4
a
Hướng dẫn giải
Chọn B.
Nhận xét ( ) ( )ACC ACC A
Gọi , O AC BD I MN BD
Khi đó, , ( )OI AC OI AA OI ACC A
Suy ra 1 2
( ), ( )4 4
ad MNP ACC OI AC
Bài 3. Tìm mệnh đề sai trong các mệnh đề sau đây?
A. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song là khoảng cách từ một điểm
M bất kỳ trên mặt phẳng này đến mặt phẳng kia.
O
IN
M
B
C
P
N
M
C
C'
D
BA
A' B'
D'
A
D
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
B. Nếu hai đường thẳng a và b chéo nhau và vuông góc với nhau thì đường
vuông góc chung của chúng nằm trong mặt phẳng () chứa đường này
và () vuông góc với đường kia.
C. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau a và b là khoảng cách từ
một điểm M thuộc () chứa a và song song với b đến một điểm N bất kì
trên b.
D. Khoảng cách giữa đường thẳng a và mặt phẳng () song song với a là
khoảng cách từ một điểm A bất kì thuộc a tới mặt phẳng ().
Bài 4. Cho hình lăng trụ .ABC A B C có tất cả các cạnh đều bằng a . Góc tạo bởi cạnh
bên và mặt phẳng đáy bằng 30 . Hình chiếu H của A trên mặt phẳng A B C thuộc
đường thẳng B C . Khoảng cách giữa hai mặt phẳng đáy là:
A. .3
a B.
3.
2
a C. .
2
a D.
2.
2
a
Bài 5:Cho hình chóp S.ABCD có SA ABCD , đáy ABCD là hình thang vuông có
chiều cao AB a . Gọi I và J lần lượt là trung điểm của AB và CB. Tính khoảng cách
giữa đường thẳng IJ và SAD .
A. 2
2
a B.
3
3
a C.
2
a D.
3
a
Bài 6:Cho hình thang vuông ABCD vuông tại A và D, 2AD a . Trên đường thẳng
vuông góc tại D với ABCD lấy điểm S với 2SD a . Tính khoảng cách giữa hai
đường thẳng DC và SAB .
A. 2
3
a B.
2
a C. 2a D.
3
3
a
Bài 7: Cho hình chóp O.ABC có đường cao 2
3
aOH . Gọi M và N lần lượt là trung
điểm của OA và OB. Khoảng cách giữa hai đường thẳng MN và ABC bằng:
A. 2
a B.
2
2
a C.
3
a D.
3
3
a
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Bài 8: Cho hình lăng trụ tứ giác đều ABCD.A’B’C’D’ có cạnh đáy bằng a . Gọi M,N,P lần lượt là trung điểm của AD,DC,A’D’. Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng
MNP và 'ACC .
A. 3
3
a B.
4
a C.
3
a D.
2
4
a
Bài 9: Cho lăng trụ tam giác ABC.A’B’C’ có các cạnh bên hợp với đáy những góc bằng 60o đáy ABC là tam giác đều và A’ cách đều A,B,C. Tính khoảng cách giữa hai đáy của hình lăng trụ.
A. a B. 2a C. 3
2
a D.
2
3
a
Dạng 5: Khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau
I/ LÝ THUYẾT
1. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau : Định nghĩa: Đường vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau
D và 'D là đường thẳng a cắt D ở M và cắt
'D ở N đồng thời vuông góc với cả D và 'D .
Đoạn MN được gọi là đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau D và 'D .
Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đườngthẳng đó .
2. Cách dựng đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau :
Cách 1: Khi a b Dựng một ,mp P b P a tại H .
Trong (P) dựng HK b tại K . Đoạn HK là đoạn vuông góc
chung của a và b . Cách 2:
Dựng , / /P b P a .
Dựng 'P
a hch a , bằng cách lấy M a
dựng đoạn MN , lúc đó a’ là
đường thẳng đi qua N và song song a .
(a)
D'
DM
N
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Gọi 'H a b , dựng / /HK MN HK là đoạn vuông góc chung cần tìm .
3. Nhận xét 3.1. Khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau bằng khoảng cách từ 1 điểm
trên đường thẳng này đến mặt phẳng song song với nó và chứa đường thẳng kia. 3.2. Khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau bằng khoảng cách giữa 2
mặt phẳng song song lần lượt chứa 2 đướng thẳng đó.
II/ CÁC DẠNG TOÁN
DẠNG 1: Xác định khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau
1. Phương pháp giải
Cách 1 : Dùng định nghĩa, dựng đoạn vuông góc chung Cách 2 : Áp dụng nhận xét 3.1 Cách 3 : Áp dụng nhận xét 3.2
* Đặc biệt
+ Nếu thì ta tìm mặt phẳng (P) chứa a và vuông góc với b, tiếp theo ta
tìm giao điểm I của (P) với b. Trong mp(P), hạ đường cao IH. Khi đó
+ Nếu tứ diện ABCD có AC = BD, AD = BC thì đoạn thẳng nối hai trung
điểm của AB và CD là đoạn vuông góc chung của AB và CD.
3. Ví dụ
Ví dụ 1: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh bằng a, SD a 2
, SA SB a , và mặt phẳng (SBD) vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Xác định khoảng cách giữa hai đường thẳng AC và SD.
Giải
Theo giả thiết ABCD SBD theo giao tuyến BD.
Do đó nếu dựng AO SBD thì O BD
Mặt khác AS AB AD OS OB OD hay SBDD là tam giác vuông tại S.
2 2 2 2BD SB SD a 2a a 3
32 2 2 3a a
AO AB OB a4 2
Trong SBDD dựng OH SD tại H (1)
H là trung điểm của SD.
Theo chứng minh trên AO SBD AO OH (2)
a b
d(a, b) IH
H
O
B
CD
A
S
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
Từ (1) và (2) chứng tỏ OH là đoạn vuông góc chung của AC và SD.
Vậy d AC,SD OH
Ví dụ 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thang vuông tại A, D, SA vuông góc với đáy, SA AD a, AB 2a . Xác định khoảng cách giữa AB và SC.
Hướng dẫn giải Ta có: AB // DC nên
d AB,SC d AB, SDC .
Trong mặt phẳng (SAD) từ A kẻ
AH SD, H SD 1
Ta có:
DC AD
DC SAD DC AH 2DC SA
Từ (1) và (2) suy ra AH SCD
AH d AB, SCD d AB,SC
5. Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, cạnh bên SA vuông góc với đáy, I là trung điểm AC, H là hình chiếu của I lên SC. Kí hiệu
là khoảng cách giữa 2 đường thẳng a và b. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 2: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm I, cạnh bên SA vuông góc với đáy. H,K lần lượt là hình chiếu của A lên SC, SD. Kí hiệu
là khoảng cách giữa 2 đường thẳng a và b. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 3: Cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác đều, I là trung điểm AB. Kí hiệu là khoảng cách giữa 2 đường thẳng AA' và
BC. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 4: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, cạnh bên SA vuông góc với đáy, I là trung điểm AC, M là trung điểm BC, H là hình chiếu
( , )d a b
( , ) d SA BC AB ( , ) d BI SC IH ( , ) d SB AC IH
( , ) d SB AC BI
( , )d a b
( , ) d AB SC BS ( , ) d AB SC AK ( , ) d AB SC AH
( , ) d AB SC BC
( ', )d AA BC
( ', ) d AA BC AB ( ', ) d AA BC IC ( ', ) 'd AA BC A B
( ', ) d AA BC AC
BE
A
D C
S
H
HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ
Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/
của I lên SC. Kí hiệu là khoảng cách giữa 2 đường thẳng a và b. Khẳng
định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 5: Cho hình lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông tại B, I là trung điểm AB. Kí hiệu là khoảng cách giữa 2 đường thẳng AB và
B'C'. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 6: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại B, cạnh bên SA vuông góc với đáy, I là trung điểm AC, H là hình chiếu của I lên SC. Kí hiệu
là khoảng cách giữa 2 đường thẳng a và b. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 7: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A, M là trung điểm AB, N là trung điểm AC,
SB = AB, , , G là trọng tâm tam giác ABC, I,K lần
lượt là trung điểm BC, SA. Kí hiệu là khoảng cách giữa 2 đường thẳng a
và b. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
Câu 8: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi tâm I, cạnh bên SA vuông góc với đáy, H,K lần lượt là hình chiếu của A lên SI, SD. M,N lần lượt là trung điểm của SB,AD. Kí hiệu là khoảng cách giữa 2 đường thẳng MN
và SI. Khẳng định nào sau đây đúng ?
A. B. C. D.
DẠNG 2: Tính khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau
1. Phương pháp giải
Cách 1 : Dựng mặt phẳng (P) chứa đường thẳng a và song song với b .Tính
khoảng cách từ b đến mp(P) .
( , )d a b
( , ) d BI SC IH ( , ) d SA BC AB ( , ) d SA BC AM
( , ) d SB AC BI
( , ' ')d AB B C
( , ' ') AB'd AB B C ( , ' ') BC'd AB B C ( , ' ') AA 'd AB B C
( , ' ') AC 'd AB B C
( , )d a b
( , ) d SA BC AB ( , ) d SB AC IH ( , ) d BI SC IH
( , ) d SB AC BI
( ) ( )SMC ABC ( ) ( )SBN ABC
( , )d a b
( , ) d SA BC IA ( , ) d SA MI IK ( , ) d SA BC IK
( , ) d SA BC IS
( , )d MN SI
1( , )
2d MN SI AK
1( , )
2d MN SI AI
1( , )
2d MN SI AB
1( , )
2d MN SI AH