Cho chóp SABCD đáy là hình vuông cạnh a Hình chiếu của s là h trung điểm của AD góc tạo bởi SB và mặt đáy là 45 độ . Khoảng cách từ BH đến SD theo a có kết quả là m×a. Tính giá trị của 3/5m^2
Quảng cáo
2 câu trả lời 34

Gọi E là trung điểm BC
d(BH, SD) = d(BH, (SDE)) = d(H, SDE)
Kẻ HF DE, HG SF
Có:
Có:
=> d(H, (SDE)) = HG
Góc tạo bởi SB và mặt đáy (ABCD) là góc SBH
ABH vuông tại A có: BH =
SBH vuông tại H có => SBH vuông cân tại S => SH =
HDE vuông tại H có HF DE =>
=> HF =
SHF vuông tại H có HG SF =>
=> HG =
=> m =
=>
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện theo các bước từ xác định chiều cao hình chóp đến tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau bằng phương pháp tọa độ hóa hoặc hình học không gian thuần túy.
1. Xác định các thông số của hình chóp
Chiều cao $SH$:
Gọi $H$ là trung điểm của $AD$. Theo đề bài, $SH \perp (ABCD)$.
Xét tam giác vuông $ABH$ tại $A$: $BH^2 = AB^2 + AH^2 = a^2 + (a/2)^2 = 5a^2/4 \implies BH = \frac{a\sqrt{5}}{2}$.
Góc giữa $SB$ và đáy là góc $\widehat{SBH} = 45^\circ$.
Tam giác $SHB$ vuông tại $H$ có $\widehat{SBH} = 45^\circ$ nên là tam giác vuông cân $\implies SH = BH = \frac{a\sqrt{5}}{2}$.
2. Tính khoảng cách giữa $BH$ và $SD$
Sử dụng phương pháp tọa độ để chính xác và nhanh chóng:
Chọn hệ trục tọa độ $Oxyz$ với $H(0,0,0)$, $A(0, -a/2, 0)$, $D(0, a/2, 0)$, $S(0, 0, \frac{a\sqrt{5}}{2})$.
Khi đó các điểm khác: $B(a, -a/2, 0)$.
Vectơ chỉ phương của $BH$: $\vec{u_{BH}} = \vec{HB} = (a, -a/2, 0)$, chọn $\vec{u_1} = (2, -1, 0)$.
Vectơ chỉ phương của $SD$: $\vec{u_{SD}} = \vec{DS} = (0, -a/2, \frac{a\sqrt{5}}{2})$, chọn $\vec{u_2} = (0, -1, \sqrt{5})$.
Tính vectơ pháp tuyến chung $\vec{n} = [\vec{u_1}, \vec{u_2}]$:
$\vec{n} = \left( \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ -1 & \sqrt{5} \end{vmatrix}; \begin{vmatrix} 0 & 2 \\ \sqrt{5} & 0 \end{vmatrix}; \begin{vmatrix} 2 & -1 \\ 0 & -1 \end{vmatrix} \right) = (-\sqrt{5}; -2\sqrt{5}; -2)$.
Tính khoảng cách $d(BH, SD)$:
Chọn điểm $H(0,0,0)$ trên $BH$ và $D(0, a/2, 0)$ trên $SD \implies \vec{HD} = (0, a/2, 0)$.
$d = \frac{|\vec{n} \cdot \vec{HD}|}{|\vec{n}|} = \frac{|(-\sqrt{5} \cdot 0) + (-2\sqrt{5} \cdot a/2) + (-2 \cdot 0)|}{\sqrt{(-\sqrt{5})^2 + (-2\sqrt{5})^2 + (-2)^2}}$
$d = \frac{|-a\sqrt{5}|}{\sqrt{5 + 20 + 4}} = \frac{a\sqrt{5}}{\sqrt{29}} = a\sqrt{\frac{5}{29}}$.
3. Tính giá trị biểu thức yêu cầu
Theo đề bài, khoảng cách có dạng $m \times a$, vậy:
$m = \sqrt{\frac{5}{29}}$
$m^2 = \frac{5}{29}$
Giá trị của biểu thức $\frac{3}{5}m^2$ là:
Kết quả: Giá trị của $\frac{3}{5}m^2$ là $\frac{3}{29}$.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
135829 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
76856 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
72508 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47974
