Các dạng bài tập Khoảng cách chọn lọc, có lời giải
Với Các dạng bài tập Khoảng cách chọn lọc, có lời giải Toán lớp 11 tổng hợp các dạng bài tập, 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Khoảng cách từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Toán lớp 11.
- Tính khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng Xem chi tiết
- Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng (sử dụng hình chiếu) Xem chi tiết
- Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng (dùng quan hệ song song) Xem chi tiết
- Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song Xem chi tiết
- Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song Xem chi tiết
- Đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau Xem chi tiết
- Đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau trong không gian (dùng quan hệ song song) Xem chi tiết
Cách tính khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng
A. Phương pháp giải
– Để tính khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng Δ ta cần xác định được hình chiếu H của điểm M trên đường thẳng Δ. Khi đó MH chính là khoảng cách từ M đến đường thẳng. Điểm H thường được dựng theo hai cách sau:
+ Trong mp(M; Δ) vẽ MH vuông góc Δ ⇒ d(M; Δ) = MH
+ Dựng mặt phẳng (α) qua M và vuông góc với Δ tại H ⇒ d(M; Δ) = MH.
– Hai công thức sau thường được dùng để tính MH:
+ Tam giác AMB vuông tại M và có đường cao AH thì
+ MH là đường cao của tam giác MAB thì
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho hình chóp tam giác S.ABC với SA vuông góc với (ABC) và SA = 3a. Diện tích tam giác ABC bằng 2a2; BC = a. Khoảng cách từ S đến BC bằng bao nhiêu?
A. 2a B. 4a C.3a D. 5a
Hướng dẫn giải
+ Kẻ AH vuông góc với BC
Ta có: SA ⊥ (ABC) ⇒ SA ⊥ BC
Lại có: AH ⊥ BC nên BC ⊥ (SAH)
⇒ SH ⊥ BC và khoảng cách từ S đến BC chính là SH
+ Ta có tam giác vuông SAH vuông tại A nên ta có
Chọn D
Ví dụ 2: Cho hình chóp ABCD có cạnh AC ⊥ (BCD) và BCD là tam giác đều cạnh bằng a. Biết AC = a√2 và M là trung điểm của BD. Khoảng cách từ C đến đường thẳng AM bằng
Hướng dẫn giải
+ Do tam giác BCD đều cạnh a nên đường trung tuyến CM đồng thời là đường cao và MC = a√3/2
+ Ta có: AC ⊥ (BCD) ⇒ AC ⊥ CM
Gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ C đến AM
Ta có:
Chọn đáp án C
Ví dụ 3: Cho tứ diện SABC trong đó SA; SB; SC vuông góc với nhau từng đôi một và SA = 3a; SB = a; SC = 2a. Khoảng cách từ A đến đường thẳng BC bằng:
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án B
Xét trong tam giác SBC vuông tại S có SH là đường cao ta có:
+ Ta dễ chứng minh được AB ⊥ (SBC) ⊃ SH ⇒ AS ⊥ SH
⇒ tam giác SAH vuông tại S.
Áp dụng định lsi Pytago trong tam giác ASH vuông tại S ta có:
Chọn B
Cách tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
A. Phương pháp giải
Để tính được khoảng từ điểm A đến mặt phẳng (α) thì điều quan trọng nhất là ta phải xác định được hình chiếu của điểm A trên (α)
Cho trước SA ⊥ Δ; trong đó S ∈ (α) và Δ ⊂ (α)
Bước 1: Dựng AK ⊥ Δ ⇒ Δ ⊥ (SAK) ⇒(α) ⊥ (SAK) và (α) ∩ (SAK) = SK
Bước 2: Dựng AP ⊥ SK ⇒ AP ⊥ (α) ⇒ d(A, (α)) = AP
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Trong mặt phẳng (P) cho tam giác đều ABC cạnh a. Trên tia Ax vuông góc với mặt phẳng (P) lấy điểm S sao cho SA = a . Khoảng cách từ A đến (SBC) bằng
Hướng dẫn giải
– Gọi M là trung điểm của BC , H là hình chiếu vuông góc của A trên SM
– Ta có BC ⊥ AM ( trong tam giác đều đường trung tuyến đồng thời là đường cao). Và BC ⊥ SA ( vì SA vuông góc với (ABC)). Nên BC ⊥ (SAM) ⇒ BC ⊥ AH
Mà AH ⊥ SM, do đó AH ⊥ (SBC)
Chọn đáp án C
Ví dụ 2: Cho hình chóp S.ABCD có SA ⊥ (ABCD), đáy ABCD là hình chữ nhật. Biết AD = 2a; SA = a. Khoảng cách từ A đến (SCD) bằng:
Hướng dẫn giải
SA ⊥ (ABCD) nên SA ⊥ CD, AD ⊥ CD
Suy ra (SAD) ⊥ CD
Trong ( SAD) kẻ AH vuông góc SD tại H
Khi đó AH ⊥ (SCD)
Chọn đáp án C
Ví dụ 3: Hình chóp đều S.ABC có cạnh đáy bằng 3a cạnh bên bằng 2a. Khoảng cách từ S đến (ABC) bằng :
A. 2a B. a√3 C. a D. a√5
Hướng dẫn giải
+ Gọi O là trọng tâm tam giác ABC.Do tam giác ABC đều nên O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC
+ Ta có: SA = SB = SC và OA = OB = OC nên SO là trục đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Do đó SO ⊥ (ABC)
Chọn đáp án C
Cách tính khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song
A. Phương pháp giải
Cho đường thẳng d // (P); để tính khoảng cách giữa d và (P) ta thực hiện các bước:
+ Bước 1: Chọn một điểm A trên d, sao cho khoảng cách từ A đến (P) có thể được xác định dễ nhất.
+ Bước 2: Kết luận: d(d; (P)) = d(A; (P)).
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho hình chóp S. ABCD có SA ⊥ (ABCD), đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B; AB = a. Gọi I và J lần lượt là trung điểm của AB và CD. Tính khoảng cách giữa đường thẳng IJ và (SAD)
Hướng dẫn giải
Chọn C
Ta có: I và J lần lượt là trung điểm của AB và CD nên IJ là đường trung bình của hình thang ABCD
Ví dụ 2: Cho hình thang vuông ABCD vuông ở A và D; AD = 2a. Trên đường thẳng vuông góc tại D với (ABCD) lấy điểm S với SD = a√2. Tính khỏang cách giữa đường thẳng CD và (SAB).
Hướng dẫn giải
Chọn A
Vì DC // AB nên DC // (SAB)
⇒ d(DC; (SAB)) = d(D; (SAB))
Kẻ DH ⊥ SA
Do AB ⊥ AD và AB ⊥ SA nên AB ⊥ (SAD)
⇒ DH ⊥ AB lại có DH ⊥ SA
⇒ DH ⊥ (SAB)
Nên d(CD; (SAB)) = DH.
Trong tam giác vuông SAD ta có:
Ví dụ 3: Cho hình chóp O.ABC có đường cao OH = 2a/√3 . Gọi M và N lần lượt là trung điểm của OA và OB. Khoảng cách giữa đường thẳng MN và (ABC) bằng:
Hướng dẫn giải
Chọn D
Vì M và N lần lượt là trung điểm của OA và OB nên
MN // AB
⇒ MN // (ABC)
Khi đó, ta có:
(vì M là trung điểm của OA).