Câu hỏi
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, \(AB=2a,BC=a.\) Các cạnh bên của hình chóp bằng nhau và bằng \(a\sqrt{2}.\) Gọi M, N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, CD. K là điểm trên cạnh AD sao cho \(KD=2KA.\) Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng MN và SK.
- A \(\frac{3a}{2}\)
- B \(\frac{a\sqrt{2}}{3}\)
- C \(\frac{a\sqrt{3}}{7}\)
- D \(\frac{a\sqrt{21}}{7}\)
Phương pháp giải:
- Tìm một mặt phẳng chứa \(SK\) mà song song với \(MN\), đó chính là mặt phẳng \(\left( SAD \right)\).
- Từ đó ta chỉ cần tính khoảng cách từ \(MN\) đến \(mp\left( SAD \right)\)
Lời giải chi tiết:
Gọi I là trung điểm AD, AC cắt BD tại O. H là hình chiếu vuông góc của O trên SI.
Ta có: \(MN\parallel \left( SAD \right)\).
Suy ra: \(d\left( MN,SK \right)=d\left( MN,\left( SAD \right) \right)=d\left( O,\left( SAD \right) \right)=OH\)
Có:
+)\(OI=\frac{AB}{2}=a;\)
+)\(OB=\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}\sqrt{A{{B}^{2}}+A{{D}^{2}}}=\frac{1}{2}\sqrt{4{{a}^{2}}+{{a}^{2}}}=\frac{a\sqrt{5}}{2}.\)
+)\(SO=\sqrt{S{{B}^{2}}-O{{B}^{2}}}=\sqrt{2{{a}^{2}}-\frac{5{{a}^{2}}}{4}}=\frac{a\sqrt{3}}{2}\)
\(\Rightarrow OH=\frac{OI.SO}{\sqrt{O{{I}^{2}}+S{{O}^{2}}}}=\frac{a.\frac{a\sqrt{3}}{2}}{\sqrt{{{a}^{2}}+\frac{3{{a}^{2}}}{4}}}=\frac{a\sqrt{21}}{7}.\)
Vậy \(d\left( MN,SK \right)=\frac{a\sqrt{21}}{7}.\)
Đáp án D.