BÀI 4. KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
I. Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy là tam giác đều cạnh $a$, cạnh bên $SA$ vuông góc với mặt phẳng đáy. Tính khoảng cách từ đỉnh $S$ đến mặt phẳng $(ABC)$.
Lời giải: Vì $SA \perp (ABC)$ nên khoảng cách từ $S$ đến mặt phẳng $(ABC)$ chính là $SA$. Nếu cho $SA = h$, thì khoảng cách cần tìm bằng $h$.
Cho hình lập phương $ABCD.A'B'C'D'$ cạnh $a$. Tính khoảng cách từ đỉnh $A$ đến mặt phẳng $(B'DC)$.
Lời giải: Trong lập phương, ta có $(B'DC)$ là mặt phẳng đi qua ba đỉnh nằm trên các cạnh không cùng mặt. Khoảng cách từ $A$ đến $(B'DC)$ bằng $a/\sqrt{3}$ (do góc giữa đường chéo không gian và mặt phẳng vuông góc tạo bởi các cạnh là $ \arccos(1/\sqrt{3})$).
II. Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song
Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình vuông cạnh $a$, cạnh bên $SA$ vuông góc với đáy và có độ dài $h$. Gọi $d$ là khoảng cách từ $S$ đến mặt phẳng $(BCD)$. Tính $d$.
Lời giải: Vì $(BCD)$ song song với $(SAD)$ và cách nhau bởi chiều cao của hình chóp, ta có $d = SA = h$.
Cho hình hộp chữ nhật $ABCD.A'B'C'D'$ có chiều cao $AA' = h$. Tính khoảng cách giữa đường thẳng $A'B'$ và mặt phẳng $(ABCD)$.
Lời giải: Đường thẳng $A'B'$ song song với mặt phẳng $(ABCD)$, nên khoảng cách giữa chúng chính là $AA' = h$.
III. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau
Cho hình lập phương $ABCD.A'B'C'D'$ cạnh $a$. Tính khoảng cách giữa hai đường chéo $AC'$ và $B'D$.
Lời giải: Hai đường chéo $AC'$ và $B'D$ là hai đường chéo chéo nhau của lập phương. Khoảng cách giữa chúng bằng $\dfrac{a\sqrt{2}}{2}$.
Cho hình hộp chữ nhật $ABCD.A'B'C'D'$ có các cạnh $AB=a,\; AD=b,\; AA'=c$. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng $A'C$ và $BD'$.
Lời giải: Trong hình hộp chữ nhật, hai đường chéo $A'C$ và $BD'$ chéo nhau và song song với cùng mặt phẳng trung gian. Ta có khoảng cách $d = \dfrac{abc}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}$.
IV. Thể tích khối chóp
Cho hình chóp $S.ABC$ có đáy là tam giác đều cạnh $a$, cạnh bên $SA$ vuông góc với đáy và $SA = h$. Tính thể tích khối chóp.
Lời giải: Diện tích đáy $S_{ABC} = \dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}$. Thể tích: $$V = \dfrac{1}{3} S_{ABC} \cdot SA = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{a^2\sqrt{3}}{4} \cdot h = \dfrac{a^2h\sqrt{3}}{12}.$$
Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình vuông cạnh $a$, $SA$ vuông góc với mặt phẳng đáy và $SA = h$. Tính thể tích khối chóp.
Lời giải: Diện tích đáy $S_{ABCD} = a^2$. Thể tích: $$V = \dfrac{1}{3} a^2 h.$$
V. Thể tích khối lăng trụ
Cho lăng trụ đứng có đáy là tam giác vuông với hai cạnh góc vuông dài $3$ cm và $4$ cm. Chiều cao của lăng trụ bằng $5$ cm. Tính thể tích lăng trụ.
Lời giải: Diện tích đáy $S_{đáy} = \dfrac{1}{2} \cdot 3 \cdot 4 = 6$. Thể tích $V = S_{đáy} \cdot h = 6 \cdot 5 = 30\ \text{cm}^3.$
Một lăng trụ đứng có đáy là hình bình hành có cạnh $a=6$ cm, chiều cao hình bình hành $b=4$ cm. Chiều cao của lăng trụ là $8$ cm. Tính thể tích.
Lời giải: Diện tích đáy $S_{đáy} = a \cdot b = 6 \cdot 4 = 24$. Thể tích $V = S_{đáy} \cdot h = 24 \cdot 8 = 192\ \text{cm}^3.$
