Cho tứ diện \(OABC\) có ba cạnh \(OA,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} OB,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} OC\) đôi một vuông góc với nhau. Biết khoảng cách từ điểm \(O\) đến các đường thẳng \(BC,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} CA,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} AB\) lần lượt là \(a,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} a\sqrt 2 ,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} a\sqrt 3 \). Tính khoảng cách từ điểm \(O\) đến mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) theo a.
Bằng cách nhấp vào Đăng nhập, bạn đồng ý Chính sách bảo mật và Điều khoản sử dụng của chúng tôi. Nếu đây không phải máy tính của bạn, để đảm bảo an toàn, hãy sử dụng Cửa sổ riêng tư (Tab ẩn danh) để đăng nhập (New Private Window / New Incognito Window).
Đáp án: \(\frac{{2a\sqrt {33} }}\)
Phương pháp giải:
- Kẻ \(OM \bot AC{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {M \in AC} \right)\), \(ON \bot AB{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {N \in AB} \right)\), \(OP \bot BC{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {P \in BC} \right)\). Khi đó ta có \(OP = a,\) \(OM = a\sqrt 2 ,\) \(ON = a\sqrt 3 \).
- Trong \[\left( {OCN} \right)\] kẻ \[OH \bot CN{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {H \in CN} \right)\], chứng minh \[OH \bot \left( {ABC} \right)\].
- Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông để tính khoảng cách.
Giải chi tiết:
Kẻ \(OM \bot AC{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {M \in AC} \right)\), \(ON \bot AB{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {N \in AB} \right)\), \(OP \bot BC{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {P \in BC} \right)\)
Khi đó ta có \[OP = a,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} OM = a\sqrt 2 ,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} ON = a\sqrt 3 \]
Trong \(\left( {OCN} \right)\) kẻ \(OH \bot CN{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {H \in CN} \right)\) ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{AB \bot ON}\\{AB \bot OC}\end{array}} \right. \Rightarrow AB \bot \left( {OCN} \right) \Rightarrow AB \bot OH\)
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{OH \bot AB}\\{OH \bot CN}\end{array}} \right. \Rightarrow OH \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow d\left( {O;\left( {ABC} \right)} \right) = OH\)
Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ta có:
\(\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{O{C^2}}} + \frac{1}{{O{N^2}}} = \frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}}\)
Lại có: \(\frac{1}{{O{M^2}}} = \frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}};{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \frac{1}{{O{N^2}}} = \frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}};{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \frac{1}{{O{P^2}}} = \frac{1}{{O{B^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{O{M^2}}} + \frac{1}{{O{N^2}}} + \frac{1}{{O{P^2}}} = 2\left( {\frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}}} \right)\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}} = \frac{1}{2}\left( {\frac{1}{{O{M^2}}} + \frac{1}{{O{N^2}}} + \frac{1}{{O{P^2}}}} \right)\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}} + \frac{1}{{O{C^2}}} = \frac{1}{2}\left( {\frac{1}{{2{a^2}}} + \frac{1}{{3{a^2}}} + \frac{1}{{{a^2}}}} \right) = \frac{{12{a^2}}}\)
\( \Rightarrow \frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{{12{a^2}}} \Rightarrow OH = \frac{{2a\sqrt {33} }}\)
Vậy \(d\left( {O;\left( {ABC} \right)} \right) = \frac{{2a\sqrt {33} }}\).
Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi
Vui | Buồn | Bình thường |