a) ta có: BC⊥ SB và BC⊥ AB => BC⊥(SAB) => BC⊥ SA (1)
CD⊥ SD và CD⊥ AD => CD⊥(SDA) => CD⊥ SA (2)
từ (1) và (2) suy ra: SA⊥(ABCD)
ta có: SA^2 = SD^2 - AD^2
= 5a^2 -3a^2 = 2a^2
=> SA= a√2
b) Đường thẳng qua A vuông góc với AC, cắt các đường thẳng CB,CD lần lượt tại I,J. Gọi H là hình chiếu vuông góc của A trên SC. Hãy xác định các giao điểm K,L của SB,SD với mặt phẳng (HIJ). CMR: ; .AK vuông góc (SBC) , AL vuông góc (SCD)
* xác định K, L:
nối H với I cắt SB tại K, nối H với J cắt SD tại L
* cm: AK vuông góc (SBC)
IJ ┴ AC và IJ ┴ SA => => IJ ┴ mp(SAC) => IJ ┴ SC (3)
giả thiết : AH ┴ SC (4)
(3) và (4) => SC ┴ mp(HIJ) => SC ┴ AK (5)
theo câu a) có : BC ┴ mp(SAB) => BC ┴ AK (6)
(5) và (6) => AK ┴ mp(SBC)
* cm: AL ┴ mp(SCD): (tương tự)
c. Tính diện tích tứ giác AKHL=?
SB^2 = SA^2 + AB^2 = 5a^2 + a^2 = 6a^2 => SB = a√6
SD^2 = SA^2 + AD^2 = 5a^2 + 4a^2 = 9a^2 => SD = 3a
AK.SB = SA.AB ( = 2S(SAB))
=> AK = SA.AB/SB = (a√5).a/(a√6) = a√5/√6
AL.SD = SA.AD
=> AL = SA.AD/SD = (a√5).(2a)/(3a) = 2a√5/3
AC^2 = AD^2 + CD^2 = 4a^2 + a^2 = 5a^2
=> AC^2 = SA^2 (=5a^2) => SA = AC => SAC là tam giác vuông cân tại A
SC^2 = SA^2 + AC^2 = 5a^2 + 5a^2 = 10a^2 => SC = a√10
SH = SC/2 = a√10/2
SC ┴ mp(HIJ) => SHL^ = SHK^ = 1v, ta có:
ΔSHL ~ ΔSCD => SH/SD = HL/CD
=> HL = SH.CD/SD = (a√10/2)(a)/(3a) = a√10/6
ΔSHK ~ ΔSBC => SH/SB = KH/BC
=> KH = SH.BC/SB = (a√10/2)(2a)/(a√6) = a√10/√6
S(AKHL) = S(AKH) + S(ALH)
= AK.KH/2 + AL.HL/2 = (a√5/√6)(a√10/√6)/2 + (2a√5/3)(a√10/6)/2
= 5a^2.√50/36