Skip to main content

Tính thể tích và khoảng cách hai đường thẳng chéo nhau trong hình chóp S.ABCD

Đề bài:

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a. Biết tam giác SAD vuông cân tại S và (SAD) ⊥ (ABCD). a) Tính theo a thể tích của khối chóp S.ABCD. b) Tính theo a khoảng cách giữa hai đường thẳng AD và SC.

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, tam giác SAD vuông cân tại S và (SAD) ⊥ (ABCD). Cần tính thể tích khối chóp và khoảng cách giữa AD và SC.
Kiến thức cần dùng
Công thức thể tích khối chóp \( V = \frac{1}{3} \cdot h \cdot S_{đáy} \). Tiêu chuẩn đường thẳng vuông góc với mặt phẳng: nếu một đường thẳng vuông góc với giao tuyến của hai mặt phẳng vuông góc thì vuông góc với mặt phẳng kia. Tam giác vuông cân: đường cao từ đỉnh góc vuông xuống cạnh huyền bằng nửa cạnh huyền. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau bằng khoảng cách từ một trong hai đường thẳng đó đến mặt phẳng song song với nó và chứa đường thẳng còn lại. Hệ thức lượng trong tam giác vuông: \( \frac{1}{h^2} = \frac{1}{a^2} + \frac{1}{b^2} \).
Phương pháp giải
Phần a: Kẻ SE ⊥ AD trong mặt phẳng (SAD). Dùng điều kiện (SAD) ⊥ (ABCD) và giao tuyến là AD để suy ra SE ⊥ (ABCD), từ đó SE là chiều cao của khối chóp. Tính SE nhờ tính chất tam giác vuông cân, rồi áp dụng công thức thể tích. Phần b: Chứng minh AD // (SBC), suy ra d(AD, SC) = d(E, (SBC)). Xác định mặt phẳng (SEF) vuông góc (SBC), kẻ EG ⊥ SF trong (SEF) để tìm khoảng cách.
Ứng dụng thực tế
Khi thiết kế một chiếc lều cắm trại có đáy hình vuông và mái dốc đều, kỹ sư cần tính thể tích bên trong lều và khoảng cách ngắn nhất giữa hai thanh chống chéo để đảm bảo độ bền — bài toán này có cấu trúc hoàn toàn tương tự.

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...