Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D; AB=AD=2a, DC=a. Điểm I là trung điểm đoạn AD, mặt phẳng (SIB) và (SIC) cùng vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Mặt phẳng (SBC) tạo với mặt phẳng (ABCD) một góc 60∘. Tính khoảng cách từ D đến (SBC) theo a.
Ta có {(SIB)⊥(ABCD)(SIC)⊥(ABCD)(SIB)⊥(SIC)=SI⇒SI⊥(ABCD).
Trong mp(ABCD), kẻ IH⊥BC thì BC⊥(SIH) ⇒(^(SBC),(ABCD))=^SHI.
Mặt khác:
SIBC=SABCD−SICD−SIAB ⇔SIBC=12AD(AB+CD)−12ID.DC−12IA.AB ⇔SIBC=3a22.
Lại có SIBC=12IH.BC ⇒IH=2SIBCBC ⇔IH=2SIBC√AB2+DE2⇔IH=3a√5.
Tam giác SHI vuông tại I có SI=IH.tan60∘=3a√3√5 và SH=6a√5.
Gọi E là trung điểm cạnh AB và F là giao điểm của DF và IH
Vì BCDF là hình bình hành nên DF//BC ⇒d(D,(SBC))=d(F,(SBC))=KF.
Hai tam giác DFI và DAE đồng dạng nên IF=DI.AEDE=a√5 ⇒FH=2a√5.
Hai tam giác HKF và HIS đồng dạng nên KF=SI.HFSH=a√155.
Vậy d(D,(SBC))=a√155.
Cho hình lăng trụ đứng ABC⋅A′B′C′ có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B và AB=4 (tham khảo hình bên). Khoảng cách từ C đến mặt phẳng (ABB′A′) bằng
Ta có
CB⊥BB′CB⊥AB}⇒CB⊥(ABB′A′)
Vậy d(C;(ABB′A′))=CB=AB=4
Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104
Cho hình chóp Oxy có đáy là hình vuông cạnh a, mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đáy (minh họa như hình vẽ bên).
Khoảng cách từ B đến mặt phẳng (SAC) bằng
Gọi H là trung điểm của AB⇒SH⊥AB (do tam giác SAB đều).
Ta có {(SAB)⊥(ABCD)(SAB)∩(ABCD)=AB(SAB)⊃SH⊥AB⇒SH⊥(ABCD).
Ta có BH∩(SAC)=A⇒d(B;(SAC))d(H;(SAC))=BAHA=2 ⇒d(B;(SAC))=2d(H;(SAC)).
Gọi O=AC∩BD, gọi E là trung điểm của OA.
Vì ABCD là hình vuông nên AC⊥BD. Mà HE//OB⇒HE//BD (HE là đường trung bình của tam giác OAB) ⇒HE⊥AC.
Ta có {AC⊥SH(SH⊥(ABCD))AC⊥HE(cmt)⇒AC⊥(SHE).
Trong (SHE) kẻ HK⊥SE(K∈SE) ta có {HK⊥SEHK⊥AC(AC⊥(SHK))⇒HK⊥(SAC).
Ta có HE=12OB=14BD=a√24; SH=a√32.
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông SHE có: HK=SH.HE√SH2+HE2=a√24.a√32√2a216+3a24=a√2114.
Vậy d(B;(SAC))=2HK=a√217.
Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có SA=2a,AB=3a. Gọi M là trung điểm SC. Tính khoảng cách từ M đến mặt phẳng (SAB).
Gọi D là trung điểm của AB,H là trọng tâm tam giác ABC.
Khi đó SH⊥(ABC) do S.ABC là hình chóp đều.
Kẻ HK⊥SD tại K.
Ta có {AB⊥CD(doΔABCdeu)AB⊥SH(doSH⊥(ABC))⇔AB⊥(SDC)⇒AB⊥HK
Mà HK⊥SD⇒HK⊥(SAB) tại K⇒d(H,(SAB))=HK
+) Vì tam giác ABC đều cạnh 3a nên
CD=√32.3a=3√3a2⇒HD=13CD=√32a;HC=23CD=√3a
Vì S.ABC là chóp đều nên SC=SA=2a .
Xét tam giác SHC vuông tại C, theo định lý Pytago ta có SH=√SC2−HC2=√4a2−3a2=a.
+) Xét tam giác SHD vuông tại H, ta có 1HK2=1SH2+1HD2=1a2+134a2=73a2⇒HK=a√217
+) Ta có d(C,(SAB))d(H,(SAB))=CDHD=3⇔d(C;(SAB))=3.d(H;(SAB))=3a√217.
Lại có d(M,(SAB))d(C,(SAB))=MACA=12⇔d(M;(SAB))=12.d(C;(SAB))=3a√2114
Đề thi THPT QG – 2021 lần 1– mã 104
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại B, AB=4a và SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Khoảng cách từ C đến mặt phẳng (SAB) bằng
Ta có: {CB⊥ABCB⊥SA⇒CB⊥(SAB)
Do đó d(C,(SAB))=BC=AB=4a (do tam giác ABC vuông cân tại B)
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi cạnh a, ^BAD=600,SA=a và SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Khoảng cách từ B đến mặt phẳng (SCD) bằng:
Ta có : AB//(SCD) ⇒d(B;(SCD))=d(A;(SCD))=d
Kẻ AH⊥CD;AK⊥SH
{CD⊥SACD⊥AH
⇒CD⊥(SAH)⇒CD⊥AK⇒AK⊥(SCD)
⇒d(B;(SCD))=d=AK
Xét ΔAHD vuông tại H,^ADH=600 ta có : AH=AD.sin600=a√32
Áp dụng hệ thức lượng trong ΔSAH vuông tại A có đường cao AK ta có :
AK=SA.AH√SA2+AH2=a.a√32√a2+3a24=a√217=d
Đề thi THPT QG - 2021 - mã 101
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại B,AB=2a và SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Khoảng cách từ Cđến mặt phẳng (SAB)bằng
Nhận thấy {BC⊥ABBC⊥SA(doSA⊥(ABC)) ⇒BC⊥(SAB).
⇒d(C;(SAB))=BC.
Mà ΔABC là tam giác vuông cân tại B ⇒BC=AB=2a.
⇒d(C;(SAB))=2a.
Gọi E là trung điểm của BC. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng DE và SC.
Bước 1:
Kẻ CF||DE ( F thuộc AD).
=> DE||(SCF)
Bước 2:
=>d(DE,SC)=d(DE,(SCF))=d(D,(SCF)).
ECFD là hình bình hành nên
DF=EC=AD2⇒AFDF=3⇒d(D,(SCF))=13d(A,(SCF)).
Bước 3:
Kẻ AH⊥CF;AK⊥SH
⇒CF⊥AHCF⊥SA}⇒CF⊥(SAH)⇒CF⊥AK⇒AK⊥(SCF)⇒d(A,(SCF))=AK
Bước 4:
tan^HFA=tan^CFD=DCDF=2⇒AH=2HF⇒AH2+AH24=AF2=(32.a√2)2⇒54AH2=9a22⇒AH2=18a251AK2=1AH2+1SA2=518a2+14a2=1936a2⇒AK=6a√19⇒d(SC,DE)=2a√19
Tính góc giữa SC và mặt phẳng (ABCD).
Bước 1:
SA⊥(ABCD) nên AC là hình chiếu của SC lên (ABCD).
Bước 2:
Góc giữa SC và (ABCD) bằng góc giữa SC và AC và bằng ^SCA
Bước 3:
AC=a√2.√2=2a
tan^SCA=SAAC=1⇒^SCA=45∘
Vậy góc giữa SC và (ABCD) là 45∘
Cho hình lập phương ABCD.MNPQ cạnh bằng a. Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (CNQ).
Gắn hệ trục tọa độ với M≡O;MN≡Ox;MA≡Oy;MQ≡Oz
Coi hình lập phương cạnh bằng 1. Khi đó ta có M(0;0;0);N(1;0;0);A(0;1;0);Q(0;0;1);C(1;1;1)
Ta có →NC=(0;1;1);→NQ=(−1;0;1)⇒[→NC;→NQ]=(1;−1;1)
Mặt phẳng (CNQ) đi qua C;N;Q nên nhận →n=[→NC;→NQ]=(1;−1;1) làm 1 VTPT.
Phương trình (CNQ):1(x−1)−y+z=0⇔x−y+z−1=0
Khoảng cách cần tìm là d(A;(CNQ))=|0−1+0−1|√12+(−1)2+12=2√33
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA⊥(ABCD) và SA=2a (tham khảo hình vẽ dưới)
Khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBD) bằng
Ta có: {BD⊥ACBD⊥SA⇒BD⊥(SAC).
Trong (SAC) kẻ AH⊥SO(H∈SO) ta có: {AH⊥SOAH⊥BD⇒AH⊥(SBD)⇒d(A,(SBD))=AH.
Vì ABCD là hình vuông cạnh a nên AO=12AC=a√22.
Xét tam giác vuông SAO có: AH=SA.AO√SA2+AO2=2a.a√22√4a2+a22=2a3.
Vậy d(A,(SBD))=2a3.
Cho hình chóp S.ABC có SA⊥(ABC), tam giác ABC vuông tại B,SA=BC=a,AC=2a. Khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBC) là
Bước 1: Kẻ AH vuông góc với SB. Chứng minh AH=d(A,(SBC))
Kẻ AH vuông góc với SB.
Ta có:
SA⊥(ABC)=>SA⊥BCBC⊥AB}⇒BC⊥(SAB)⇒BC⊥AHAH⊥SB⇒AH⊥(SBC)
\Rightarrow AH = d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right)
Bước 2: Tính AH
Xét tam giác vuông ABC có: AB = \sqrt {A{C^2} - B{C^2}} = a\sqrt 3
Xét tam giác vuông SAB có:
\dfrac{1}{{A{H^2}}} = \dfrac{1}{{S{A^2}}} + \dfrac{1}{{A{B^2}}} = \dfrac{1}{{{a^2}}} + \dfrac{1}{{3{a^2}}} = \dfrac{4}{{3{a^2}}}
\Rightarrow AH = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}
Cho hình chóp S.ABCDcó SA \bot \left( {ABCD} \right)), đáyABCD là hình chữ nhật. BiếtSA = a,AD = 2a,AB = a\sqrt 3 \,. Khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng\left( {SCD} \right) bằng
Bước 1:
Kẻ AH \bot SD
\left. \begin{array}{l}CD \bot AD\\CD \bot SA\end{array} \right\} \Rightarrow CD \bot \left( {SAD} \right)
\Rightarrow CD \bot AH
Mà AH \bot SD nên AH \bot \left( {SCD} \right)
\Rightarrow AH = d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right)
AB//CD \Rightarrow AB//\left( {SCD} \right)
Bước 2:
\Rightarrow d\left( {B,\left( {SCD} \right)} \right) = d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right) = AH
Bước 3:
Xét tam giác vuông SAD có đường cao AH, ta có:
\begin{array}{l}\dfrac{1}{{A{H^2}}} = \dfrac{1}{{S{A^2}}} + \dfrac{1}{{A{D^2}}}\\ = \dfrac{1}{{{a^2}}} + \dfrac{1}{{4{a^2}}} = \dfrac{5}{{4{a^2}}}\\ \Rightarrow AH = \dfrac{{2a\sqrt 5 }}{5}\end{array}
Đề thi THPT QG - 2021 - mã 102
Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông cân tại C,\,\,\,AC = 3a và SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Khoảng cách từ B đến mặt phẳng \left( {SAC} \right) bằng
Ta có: \left\{ \begin{array}{l}BC \bot AC\\BC \bot SA\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAC} \right)
Suy ra d\left( {B,\left( {SAC} \right)} \right) = BC = 3a
Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cạnh BC = a,\,\,AC = 2a\sqrt 2 , góc \widehat {ACB} = {45^0}. Cạnh bên SB vuông góc với mặt phẳng (ABC). Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBC).
Từ A kẻ AH vuông góc với BC,\,\,H \in BC (1)
Ta có SB vuông góc với \left( {ABC} \right) \Rightarrow SB \bot AH\,\,\,\left( 2 \right)
Từ (1), (2) suy ra AH \bot \left( {SBC} \right) \Rightarrow d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = AH.
Tam giác AHC vuông tại H, có \sin \widehat {HCA} = \dfrac{{AH}}{{AC}}.
\Rightarrow AH = \sin \widehat {HAC}.AC = \sin {45^0}.AC = 2a\sqrt 2 .\dfrac{{\sqrt 2 }}{2} = 2a.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật có AB = a\sqrt 2 . Cạnh bên SA = 2a và vuông góc với mặt đáy \left( {ABCD} \right). Tính khoảng cách d từ D đến mặt phẳng \left( {SBC} \right).
Do AD // BC nên d\left( {D;\left( {SBC} \right)} \right) = d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right).
Gọi K là hình chiếu của A trên SB, suy ra AK \bot SB\,\,\,\left( 1 \right).
Ta có: \left\{ \begin{array}{l}BC \bot SA\\BC \bot AB\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BC \bot AK\,\,\,\,\,\left( 2 \right)
Từ (1) và (2) \Rightarrow AK \bot \left( {SBC} \right)
Khi d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = AK = \dfrac{{SA.AB}}{{\sqrt {S{A^2} + A{B^2}} }} = \dfrac{{2a\sqrt 3 }}{3}.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thang vuông tại A và B, AD = a, AB = 2a, BC = 3a, SA = 2a, H là trung điểm cạnh AB, SH là đường cao của hình chóp S.ABCD. Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng \left( {SCD} \right).

Ta có SH = a\sqrt 3 ;HC = a\sqrt {10} ; HD = a\sqrt 2 ; DC = a\sqrt 8 \Rightarrow H{C^2} = H{D^2} + D{C^2}
Vậy tam giác HDC vuông tại D.
Gọi M là trung điểm của CD.
Ta có: \dfrac{{d\left( {A;\left( {SCD} \right)} \right)}}{{d\left( {H;\left( {SCD} \right)} \right)}} = \dfrac{{OA}}{{OH}} = \dfrac{{AD}}{{HM}} = \dfrac{{2AD}}{{AD + BC}} = \dfrac{1}{2}
\Rightarrow d\left( {A;\left( {SCD} \right)} \right) = \dfrac{1}{2}.d\left( {H;\left( {SCD} \right)} \right) = \dfrac{1}{2}.HK
Trong đó K là hình chiếu vuông góc của H lên SD. Ta có:
\dfrac{1}{{H{K^2}}} = \dfrac{1}{{H{D^2}}} + \dfrac{1}{{H{S^2}}} = \dfrac{1}{{2{a^2}}} + \dfrac{1}{{3{a^2}}} = \dfrac{5}{{6{a^2}}}
\Rightarrow HK = \dfrac{{a\sqrt 6 }}{{\sqrt 5 }} \Rightarrow d\left( {A;\left( {SCD} \right)} \right) = \dfrac{{a\sqrt 6 }}{{2\sqrt 5 }} = \dfrac{{a\sqrt {30} }}{{10}}.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy, SB hợp với mặt đáy một góc 60^\circ . Tính khoảng cách d từ điểm D đến mặt phẳng \left( {SBC} \right).
Xác định
{60^0} = \widehat {\left( {SB;\left( {ABCD} \right)} \right)} = \widehat {\left( {SB;AB} \right)} = \widehat {SBA} \Rightarrow SA = AB.\tan \widehat {SBA} = a\sqrt 3 .
Ta có AD\parallel BC \Rightarrow AD\parallel \left( {SBC} \right) \Rightarrow d\left( {D;\left( {SBC} \right)} \right) = d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right)
Kẻ AK \bot SB\,\,\,\,\left( 1 \right).
Ta có: \left\{ \begin{array}{l}BC \bot SA\\BC \bot AB\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BC \bot AK\,\,\,\,\,\left( 2 \right)
Từ (1) và (2) \Rightarrow AK \bot \left( {SBC} \right)
Khi đó d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = AK = \dfrac{{SA.AB}}{{\sqrt {S{A^2} + A{B^2}} }} = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}.
Vậy d\left( {D;\left( {SBC} \right)} \right) = AK = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{2}.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh a. Cạnh bên SA = \dfrac{{a\sqrt {15} }}{2} và vuông góc với mặt đáy \left( {ABCD} \right). Tính khoảng cách d từ O đến mặt phẳng \left( {SBC} \right).
Ta có : OA \cap \left( {SBC} \right) = C \Rightarrow \dfrac{{d\left( {O;\left( {SBC} \right)} \right)}}{{d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right)}} = \dfrac{{OC}}{{AC}} = \dfrac{1}{2}
Do đó d\left( {O;\left( {SBC} \right)} \right) = \dfrac{1}{2}d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right).
Gọi K là hình chiếu của A trên SB \Rightarrow AK \bot SB\,\,\,\left( 1 \right).
Ta có: \left\{ \begin{array}{l}BC \bot SA\\BC \bot AB\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BC \bot AK\,\,\,\,\,\left( 2 \right)
Từ (1) và (2) \Rightarrow AK \bot \left( {SBC} \right) \Rightarrow d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = AK
Tam giác vuông SAB, có AK = \dfrac{{SA.AB}}{{\sqrt {S{A^2} + A{B^2}} }} = \dfrac{{a\sqrt {285} }}{{19}}.
Vậy d\left( {O;\left( {SBC} \right)} \right) = \dfrac{1}{2}AK = \dfrac{{a\sqrt {285} }}{{38}}.
Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a, SA vuông góc với mặt phẳng \left( {ABC} \right); góc giữa đường thẳng SB và mặt phẳng \left( {ABC} \right) bằng {60^0}. Gọi M là trung điểm của cạnh AB. Tính khoảng cách d từ B đến mặt phẳng \left( {SMC} \right).
{60^0} = \widehat {\left( {SB;\left( {ABC} \right)} \right)}
= \widehat {\left( {SB;AB} \right)} = \widehat {SBA};
SA = AB.\tan \widehat {SBA} = a.\sqrt 3 = a\sqrt 3 .
Do M là trung điểm của cạnh AB nên d\left( {B;\left( {SMC} \right)} \right) = d\left( {A;\left( {SMC} \right)} \right).
Trong (SAB) kẻ AK \bot SM\,\,\,\left( 1 \right).
Ta có : \left\{ \begin{array}{l}CM \bot AB\\CM \bot SA\end{array} \right. \Rightarrow CM \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow CM \bot AK\,\,\,\,\left( 2 \right)
Từ (1) và (2) \Rightarrow AK \bot \left( {SCM} \right) \Rightarrow d\left( {A;\left( {SMC} \right)} \right) = AK.
Tam giác vuông SAM, có AK = \dfrac{{SA.AM}}{{\sqrt {S{A^2} + A{M^2}} }} = \dfrac{{a\sqrt {39} }}{{13}}.
Vậy d\left( {B;\left( {SMC} \right)} \right) = AK = \dfrac{{a\sqrt {39} }}{{13}}.