Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, hai mặt phẳng (SAC) và (SBD) cùng vuông góc với đáy, AB = a,AD = 2a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và SD bằng \(a\sqrt 3 \). Thể tích khối chóp S.ABCD bằng
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\left\{ \begin{array}{l} (SBD) \bot (ABCD)\\ (SAC) \bot (ABCD)\\ (SBD) \cap (SAC) = SO \end{array} \right. \Rightarrow SO \bot (ABCD)\)
Ta có \(d\left( {AB,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} SD} \right) = d\left( {A,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {SCD} \right)} \right) = 2d\left( {O,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {SCD} \right)} \right) \Rightarrow d\left( {O,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {SCD} \right)} \right) = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}.\)
Trong mặt phẳng (ABCD), kẻ OI ⊥ CD. Trong mặt phẳng (SOI), kẻ OH ⊥ SI(1).
\(\left\{ \begin{array}{l} CD \bot OI\\ CD \bot SO \end{array} \right. \Rightarrow CD \bot (SOI) \Rightarrow CD \bot OH(2).\)
Từ (1),(2) ta có OH ⊥ (SCD).
Xét tam giác vuông SOI có:
\(\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{I^2}}} \Rightarrow \frac{1}{{S{O^2}}} = \frac{1}{{O{H^2}}} - \frac{1}{{O{I^2}}} = \frac{4}{{3{a^2}}} - \frac{1}{{{a^2}}} = \frac{1}{{3{a^2}}} \Rightarrow SO = \sqrt 3 a.\)
Vậy thể tích S.ABCD là \(V = \frac{1}{3}{S_{ABCD}}.SO = \frac{1}{3}.a.2a.\sqrt 3 a = \frac{{2\sqrt 3 {a^3}}}{3}.\)