Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi cạnh a, A B C = 60 ° , mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi H, M, N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, SA, SD và P là giao điểm của (HMN) với CD. Khoảng cách từ trung điểm của đoạn thẳng SP đến mặt phẳng (HMN) bằng
A. a 15 30 .
B. a 15 20 .
C. a 15 15 .
D. a 15 10 .
Đáp án B.
Gọi I là trung điểm của SP. Theo định lý Talet:
d 1 H M N = 1 2 d S H M N . Ta cần tính d S H M N .
Bước 1: Tìm V S . H M N
Ta có:
V S . H M N V S . H A D = 1 2 . 1 2 = 1 4 ; V S . H A D V S . A B C D = 1 4
Giả sử a = 1
Dễ thấy
V S . A B C D = 1 3 S H . S A B C D = 1 3 . 3 2 . 3 2 = 1 4
⇒
V
S
.
H
M
N
=
1
16
.
1
4
=
1
64
.
Bước 2: Tìm S H M N . Ta có: M H → = − 1 2 B S → và M N → = 1 2 B C → ⇒ H M N = 180 ° − S B C .
Do đó
sin H M N = sin S B C ⇒ S H M N = 1 2 M H . M N . sin H M N = 1 4 . S S B C .
Tam giác SBC có SB = BC = 1;
S C = S H 2 + H C 2 = 2 S H = 6 2 ⇒ S S B C = 15 8 .
Do đó S H M N = 1 4 . 15 8 = 15 32 .
Bước 3: Sử dụng công thức:
d S H M N = 3. V S . H M N S H M N = 3 64 . 32 15 = 15 10 ⇒ d I H M N = 1 2 . 15 10 = 15 20 .
