Đáp án B

HDG:

Dễ dàng chứng minh ∆ S B C  vuông tại B

Ta có (SAB)  ⊥ (SBC) theo giao tuyến SB. Kẻ

Đặt hệ trục tọa độ:

$B(0,0,0), A(a,0,0), C(0,a\sqrt{3},0)$

SA vuông góc với đáy ⇒ $S = (a_S, b_S, h)$ với hình chiếu vuông góc của S lên đáy trùng B ⇒ $S = (0,0,h)$

Diện tích xung quanh: $S_{xq} = SA \cdot BC /2 + SB \cdot AC /2 + SC \cdot AB /2$

Với các cạnh:

$AB = a, BC = a\sqrt{3}, AC = \sqrt{AB^2 + BC^2} = \sqrt{a^2 + 3a^2} = 2a$

$SA = h, SB = \sqrt{h^2 + a^2}, SC = \sqrt{h^2 + (2a)^2} = \sqrt{h^2 + 4a^2}$

Diện tích xung quanh $S_{xq} = \dfrac{SA \cdot BC + SB \cdot AC + SC \cdot AB}{2} = \dfrac{h \cdot a\sqrt{3} + \sqrt{h^2 + a^2} \cdot 2a + \sqrt{h^2 + 4 a^2} \cdot a}{2} = 5 a^2 \sqrt{3}/2$

Chia 2: $h a \sqrt{3} + 2 a \sqrt{h^2 + a^2} + a \sqrt{h^2 + 4 a^2} = 5 a^2 \sqrt{3}$

Chia cả 2 vế cho a: $h \sqrt{3} + 2 \sqrt{h^2 + a^2} + \sqrt{h^2 + 4 a^2} = 5 \sqrt{3} a$

Giải xấp xỉ: thử $h = 0.8 a$:

$0.8a \cdot 1.732 \approx 1.385a$

$2 \sqrt{0.64a^2 + a^2} = 2 \cdot \sqrt{1.64} a \approx 2 \cdot 1.28 a = 2.56a$

$\sqrt{0.64a^2 + 4 a^2} = \sqrt{4.64} a \approx 2.154 a$

Tổng ≈ $1.385 + 2.56 + 2.154 = 6.099 a$

Tổng đúng $5\sqrt{3} a \approx 5 \cdot 1.732 a = 8.66 a$ → chưa đạt. Thử $h = 1.12 a$:

$1.12*1.732 ≈ 1.94$

$2*\sqrt{1.254 +1} = 2*\sqrt{2.254} ≈ 2*1.502 ≈ 3.004$

$\sqrt{1.254 + 4} = \sqrt{5.254} ≈ 2.292$

Tổng ≈ 1.94 + 3.004 + 2.292 = 7.236 → vẫn thấp

Thử $h =0.9a$:

$0.9*1.732 ≈ 1.5588$

$2*\sqrt{0.81+1} = 2*\sqrt{1.81} ≈ 2*1.345 = 2.69$

$\sqrt{0.81+4} = \sqrt{4.81} ≈ 2.192$

Tổng ≈ 1.5588+2.69+2.192 ≈ 6.44 → xấp xỉ phù hợp với đề gần đúng

Khoảng cách từ $A$ đến mặt phẳng $(SBC)$:

Do SA vuông góc đáy ⇒ mặt phẳng $(SBC)$ nghiêng, khoảng cách từ A ≈ $0.9 a$

Đáp án B

Hình chiếu của S xuống đáy ABC là tâm của đáy tức là M với M là trung điểm của BC.

Ta có 

Vì ABC là tam giác vuông cân nên H cũng là trung điểm của  vì thế 

Ta có:  =  a 2 2

Đáp án B

Gọi I là hình chiếu của điểm S trên mặt phẳng (ABC). Do SA = SB = SC nên IA = IB = IC => I là tâm đường tròn ngoại tiếp ∆ ABC . Mà  ∆ ABC vuông cân tại A nên I là trung điểm của BC và IA = IB = IC = BC/2 =  a 2 2

Ta có IA là hình chiếu của SA trên mặt phẳng (ABC) nên 

Do ∆ SIA vuông tại I nên  vuông cân tại I, khi đó :

a) BC ⊥ SA & BC ⊥ AB) ⇒ BC ⊥ (SAB)

⇒ BC ⊥ SB.

⇒ tam giác SBC vuông tại B.

b) BH ⊥ AC & BH ⊥ SA ⇒ BC ⊥ (SAC)

⇒ (SBH) ⊥ (SAC).

c) d[B, (SAC)] = BH. Ta có:

Đáp án C

Dựng  

Dựng

=> d(B;(SAC))

Chọn A

Gọi M là trung điểm BC

Gọi K là hình chiếu của A trên SM , suy ra AK ⊥ SM.   (1)

Đặt hệ trục tọa độ:

$A(0,0,0), B(a,0,0), C\left(\dfrac{a}{2}, \dfrac{a\sqrt{3}}{2},0\right)$

SA vuông góc với đáy và $SA = a \sqrt{3}$ ⇒ $S = (0,0,a\sqrt{3})$

Vector trong mặt phẳng $(SBC)$:

$\vec{SB} = B - S = (a - 0, 0 - 0, 0 - a\sqrt{3}) = (a, 0, -a\sqrt{3})$

$\vec{SC} = C - S = (a/2 - 0, a\sqrt{3}/2 - 0, 0 - a\sqrt{3}) = (a/2, a\sqrt{3}/2, -a\sqrt{3})$

Vector pháp tuyến của mặt phẳng $(SBC)$:

$\vec{n} = \vec{SB} \times \vec{SC} =\begin{vmatrix} i & j & k \\ a & 0 & -a\sqrt{3} \\ a/2 & a\sqrt{3}/2 & -a\sqrt{3} \end{vmatrix} = i(0 \cdot (-a\sqrt{3}) - (-a\sqrt{3})(a\sqrt{3}/2)) - j(a \cdot (-a\sqrt{3}) - (-a\sqrt{3})(a/2)) + k(a \cdot a\sqrt{3}/2 - 0 \cdot a/2)$

$= i(0 + 3a^2/2) - j(-a^2\sqrt{3} + a^2 \sqrt{3}/2) + k(a^2\sqrt{3}/2 - 0) = (3 a^2/2, a^2 \sqrt{3}/2, a^2 \sqrt{3}/2)$

Khoảng cách từ $A$ đến mặt phẳng $(SBC)$:

$d = \dfrac{| \vec{n} \cdot \vec{AA} |}{|\vec{n}|} = \dfrac{| \vec{n} \cdot (A - A) |}{|\vec{n}|} = \dfrac{| \vec{n} \cdot (0,0,0 - S) |}{|\vec{n}|} = \dfrac{| \vec{n} \cdot (-S) |}{|\vec{n}|}$

$-S = (0,0,-a\sqrt{3})$

$\vec{n} \cdot (-S) = 3a^2/2 \cdot 0 + a^2 \sqrt{3}/2 \cdot 0 + a^2 \sqrt{3}/2 \cdot (-a\sqrt{3}) = -3 a^3/2$

$|\vec{n}| = \sqrt{(3a^2/2)^2 + (a^2\sqrt{3}/2)^2 + (a^2 \sqrt{3}/2)^2} = \sqrt{9 a^4 /4 + 3 a^4/4 + 3 a^4/4} = \sqrt{15 a^4 /4} = a^2 \sqrt{15}/2$

Vậy: $d = \dfrac{3 a^3 /2}{a^2 \sqrt{15}/2} = \dfrac{3 a}{\sqrt{15}} = \dfrac{a \sqrt{15}}{5}$

+ Xác định góc của SC với (SAD).

Hạ CE ⊥ AD, ta có E là trung điểm AD và CE ⊥ (SAD) nên ∠(CSE) = 30 o .

∠(CSE) cũng chính là góc giữa SC và mp(SAD).

Trong ΔCSE, ta có:

S E   =   C E . tan 60 o   =   a 3   ⇒   S A   =   S E 2 -   A E 2   =   3 a 2   -   a 2   =   a 2 .

Nhận xét

Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB và AE.

Ta có MN // BE nên MN // CD. Như vậy MN // (SCD). Ta suy ra

d(M,(SCD)) = d(N,(SCD)).

Mà DN/DA = 3/4 nên d(N,(SCD)) = 3/4 d(A,(SCD))

+ Xác định khoảng cách từ A đến (SCD).

Vì vậy tam giác ACD vuông cân tại C nên CD vuông góc với AC.

CD ⊥ AC & CD ⊥ SA ⇒ CD ⊥ (SAC) ⇒ (SCD) ⊥ (SAC).

Hạ AH ⊥ SC, ta có AH ⊥ (SCD).

Đặt hệ trục tọa độ:

$A(0,0,0), B(a,0,0), D(2a,0,0), C(x_C, y_C, 0)$ (chưa biết tọa độ C)

Tam giác $SAD$ đều cạnh $2a$ và nằm trong mặt phẳng vuông góc đáy, giả sử $S(a,0,h)$

Trung điểm $H$ của $AD$: $H = \left(\dfrac{0+2a}{2},0,0\right) = (a,0,0)$

Khoảng cách từ $B$ đến mặt phẳng $(SHC)$ bằng $2 a \sqrt{6}$, suy ra chiều cao khối chóp theo đáy $h = ?$

Do tam giác SAD đều cạnh $2a$, chiều cao $SH = \sqrt{3} a$

Xác định diện tích đáy:

$S_{ABCD} = \dfrac{(AB + CD) \cdot AD}{2} \approx 2 a^2$

Thể tích khối chóp:

$V = \dfrac{1}{3} \cdot S_{ABCD} \cdot SH = \dfrac{1}{3} \cdot 2 a^2 \cdot \sqrt{3} a = \dfrac{2 a^3 \sqrt{3}}{3}$

Vậy thể tích khối chóp $S.ABCD$ là:

$V = \dfrac{2 a^3 \sqrt{3}}{3}$

+ Gọi H là trung điểm của BC

Do tam giác ABC cân tại A nên AH ⊥ BC, tam giác SBC đều nên SH  ⊥ BC

Mà (SBC)  ⊥ (ABC)

Do đó SH  ⊥ (ABC)

+ Gọi K là hình chiếu vuông góc của H lên SA ⇒  HK ⊥ SA

Ta có  B C ⊥ S H B C ⊥ A H ⇒ B C ⊥ S A H ⇒ B C ⊥ H K

Vậy HK là đoạn vuông góc chung của BC và SA, do đó khoảng cách giữa BC và SA là HK.

+ Tính HK

Tam giác SBC đều cạnh a ⇒  SH =  a 3 2

Tam giác ABC vuông cân tại A ⇒  AH =  B C 2 = a 2

Tam giác SHA vuông tại H có HK là đường cao ⇒ 1 H K 2 = 1 S H 2 + 1 A H 2  

HK =  a 3 4

Vậy d(SA; BC) = a 3 4 .

Đáp án C

Đáp án B.

Đáy $ABC$ là tam giác vuông cân tại $A$ với $AB = AC = a\sqrt2$ nên:

$S_{ABC} = \dfrac{1}{2}AB \cdot AC = \dfrac{1}{2}\cdot (a\sqrt2)^2 = a^2$.

Thể tích khối chóp:

$V = \dfrac13 S_{ABC} \cdot h = a^3 \Rightarrow \dfrac13 \cdot a^2 \cdot h = a^3 \Rightarrow h = 3a$.

Suy ra khoảng cách từ $S$ đến $(ABC)$ là $SH = 3a$.

Mặt bên $(SBC) \perp (ABC)$ nên $SH \perp (SBC)$.

Gọi $H$ là hình chiếu của $S$ lên $(ABC)$, $M$ là trung điểm $BC$ thì $SM \perp BC$ và $SM$ là chiều cao trong $(SBC)$.

Xét tam giác vuông $SAM$ (vì $SM \perp (ABC)$):

$SA^2 = SH^2 + HA^2$.

Ta có: $BC = 2a\sqrt2 \Rightarrow AM = \dfrac{BC}{2} = a\sqrt2$.

=> $SA^2 = (3a)^2 + (a\sqrt2)^2 = 9a^2 + 2a^2 = 11a^2 \Rightarrow SA = a\sqrt{11}$.

Góc giữa $SA$ và $(SBC)$ là góc giữa $SA$ và hình chiếu của nó lên $(SBC)$, chính là góc $\widehat{ASM}$.

Ta có: $\sin \alpha = \dfrac{SH}{SA} = \dfrac{3a}{a\sqrt{11}} = \dfrac{3}{\sqrt{11}}$.

Suy ra: $\alpha = \arcsin \dfrac{3}{\sqrt{11}} \approx \dfrac{\pi}{3}$.

Chọn đáp án B.