Với Giải Bài 47 trang 110 SBT Toán 11 Tập 2 trong Bài 5: Khoảng cách Sách bài tập Toán lớp 11 Cánh Diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập trong SBT Toán lớp 11.

Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC), AB ⊥ BC, SA = AB = 3a, BC = 4a. Tính khoảng cách: Từ điểm C đến mặt phẳng (SAB)

Bài 47 trang 110 SBT Toán 11 Tập 2: Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC), AB ⊥ BC, SA = AB = 3a, BC = 4a. Tính khoảng cách:

a) Từ điểm C đến mặt phẳng (SAB);

b) Giữa hai đường thẳng SA và BC;

c) Từ điểm A đến mặt phẳng (SBC);

d) Từ điểm B đến mặt phẳng (SAC);

e*) Giữa hai đường thẳng AB và SC.

Lời giải:

a) Do SA ⊥ (ABC), BC ⊂ (ABC) nên SA ⊥ BC.

Ta có: BC ⊥ SA, BC ⊥ AB và SA ∩ AB = A trong (SAB)

Suy ra BC ⊥ (SAB).

Như vậy: d(C, (SAB)) = BC = 4a.

b) Do SA ⊥ (ABC), AB ⊂ (ABC) nên SA ⊥ AB.

Mặt khác AB ⊥ BC.

Suy ra AB là đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng SA và BC.

Như vậy: d(SA, BC) = AB = 3a.

c) Gọi H là hình chiếu của điểm A trên SB hay AH ⊥ SB.

Do BC ⊥ (SAB), AH ⊂ (SAB) nên BC ⊥ AH.

Ta có: AH ⊥ BC, AH ⊥ SB và BC ∩ SB = B trong (SBC)

Suy ra AH ⊥ (SBC).

Như vậy: d(A, (SBC)) = AH.

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác SAB vuông tại A (SA ⊥ AB), đường cao AH ta có:

$\frac{1}{A{H}^2}=\frac{1}{S{A}^2}+\frac{1}{A{B}^2}=\frac{1}{{\left(3a\right)}^2}+\frac{1}{{\left(3a\right)}^2}=\frac{2}{9a^2}.$

$\Rightarrow AH=\frac{3\sqrt{2}a}{2}.$

Vậy $d\left(A,\left(SBC\right)\right)=AH=\frac{3\sqrt{2}a}{2}.$

d) Gọi I là hình chiếu của B trên AC hay BI ⊥ AC.

Do SA ⊥ (ABC), BI ⊂ (ABC) nên SA ⊥ BI.

Ta có: BI ⊥ AC, BI ⊥ SA, AC ∩ SA = A trong (SAC)

Suy ra BI ⊥ (SAC).

Như vậy: d(B, (SAC)) = BI.

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác ABC vuông tại B (AB ⊥ BC), đường cao BI ta có:

$\frac{1}{B{I}^2}=\frac{1}{A{B}^2}+\frac{1}{B{C}^2}=\frac{1}{{\left(3a\right)}^2}+\frac{1}{{\left(4a\right)}^2}=\frac{25}{144a^2}.$

$\Rightarrow BI=\frac{12a}{5}.$

Vậy $d\left(B,\left(SAC\right)\right)=BI=\frac{12a}{5}.$

e*) · Lấy D ∈ (ABC) sao cho ABCD là hình bình hành.

Mà $\widehat{ABC}=90°$ (do AB ⊥ BC) nên ABCD là hình chữ nhật.

Suy ra CD ⊥ AD.

Do SA ⊥ (ABC), CD ⊂ (ABC) nên SA ⊥ CD.

Ta có: CD ⊥ AD, CD ⊥ SA, AD ∩ SA = A trong (SAD)

Suy ra CD ⊥ (SAD).

· Gọi K là hình chiếu của A trên SD hay AK ⊥ SD.

Do CD ⊥ (SAD), AK ⊂ (SAD) nên CD ⊥ AK.

Ta có: AK ⊥ SD, AK ⊥ CD, SD ⋂ CD = D trong (SCD)

Suy ra AK ⊥ (SCD).

Ta có: AB // CD (vì ABCD là hình chữ nhật) và CD ⊂ (SCD).

Suy ra AB // (SCD).

Như vậy: d(AB, SC) = d(AB, (SCD)) = d(A, (SCD)) = AK.

Ta có: SA ⊥ (ABC), AD ⊂ (ABC) nên SA ⊥ AD hay

Do ABCD là hình chữ nhật nên AD = BC = 4a.

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác SAD vuông tại A đường cao AK ta có:

$\frac{1}{A{K}^2}=\frac{1}{S{A}^2}+\frac{1}{S{D}^2}=\frac{1}{{\left(3a\right)}^2}+\frac{1}{{\left(4a\right)}^2}=\frac{25}{144a^2}.$

$\Rightarrow AK=\frac{12a}{5}.$

Vậy $d\left(AB,SC\right)=AK=\frac{12a}{5}.$