Cho hình chóp SABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. SA vuông góc với đáy, góc tạo bởi SC và SAB bằng 30 độ. Gọi E,F lần lượt là trung điểm của BC và SD. Tính thể tích khối chóp SABCD và khoảng cách giữa hai đường thẳng DE và CF
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C.
Hướng dẫn giải:
Ta có
Kẻ H I ⊥ C K , H J ⊥ F I
Ta có H I = 2 a 5 5
⇒ S B = a 3
⇒ H F = a 2 2
Ta có 1 H J 2 = 1 H I 2 + 1 H F 2 = 13 4 a 2
\(\left\{{}\begin{matrix}\left(SAB\right)\cap\left(SAD\right)=SA\\\left(SAB\right)\perp\left(ABCD\right)\\\left(SAD\right)\perp\left(ABCD\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow SA\perp\left(ABCD\right)\)
Gọi N là trung điểm BC \(\Rightarrow MN||AB\Rightarrow AB||\left(SMN\right)\)
\(\Rightarrow d\left(AB;SM\right)=d\left(AB;\left(SMN\right)\right)=d\left(A;\left(SMN\right)\right)\)
Từ A kẻ \(AH\perp SM\)
\(\left\{{}\begin{matrix}MN||AB\Rightarrow MN\perp AD\\SA\perp\left(ABCD\right)\Rightarrow SA\perp MN\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow MN\perp\left(SAD\right)\Rightarrow MN\perp AH\)
\(\Rightarrow AH\perp\left(SMN\right)\Rightarrow AH=d\left(A;\left(SMN\right)\right)\)
\(AC=a\sqrt{2}\Rightarrow SA=\sqrt{SC^2-AC^2}=a\)
\(AM=\dfrac{AD}{2}=\dfrac{a}{2}\)
Áp dụng hệ thức lượng:
\(\dfrac{1}{AH^2}=\dfrac{1}{SA^2}+\dfrac{1}{AM^2}\Rightarrow AH=\dfrac{SA.AM}{\sqrt{SA^2+AM^2}}=\dfrac{a\sqrt{5}}{5}\)
Do O là giao điểm 2 đường chéo \(\Rightarrow\) O là trung điểm AC và BD
Tam giác SAC cân tại S \(\Rightarrow SO\) là trung tuyến đồng thời là đường cao
\(\Rightarrow SO\perp AC\) (1)
Tương tự ta có \(SO\perp BD\) (2)
(1); (2) \(\Rightarrow SO\perp\left(ABCD\right)\)
b. Ta có \(AC\perp BD\) nên tam giác OBC vuông tại O
\(\Rightarrow OE=BE=\dfrac{1}{2}BC\) (trung tuyến ứng với cạnh huyền)
Mà \(\widehat{BCD}=\widehat{BAD}=60^0\Rightarrow\Delta BCD\) đều
\(\Rightarrow BD=BC\Rightarrow OB=BE=\dfrac{1}{2}BC\Rightarrow OB=OE=BE\)
\(\Rightarrow\Delta OBE\) đều \(\Rightarrow OF\perp BC\) (trung tuyến tam giác đều đồng thời là đường cao)
Mà \(SO\perp\left(ABCD\right)\Rightarrow SO\perp BC\)
\(\Rightarrow BC\perp\left(SOF\right)\Rightarrow\left(SBC\right)\perp\left(SOF\right)\)