Cho hình lăng trụ đều ABC.A’B’C’, tất cả các cạnh có độ dài bằng a. Gọi M là trung điểm của cạnh BC. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AM và BC’. A.\(\dfrac{a}{2}\) B.\(\dfrac{a}{4}\) C.\(\dfrac{{a\sqrt 2 }}{2}\) D.\(\dfrac{{a\sqrt 2 }}{4}\)
Đáp án đúng: D Phương pháp giải: - Gọi N là trung điểm của CC’ , chứng minh \(d\left( {AM;BC'} \right) = d\left( {BC';\left( {AMN} \right)} \right) = d\left( {B;\left( {AMN} \right)} \right)\). - Đổi \(d\left( {B;\left( {AMN} \right)} \right)\) sang \(d\left( {C;\left( {AMN} \right)} \right)\). - Dựng và tính khoảng cách, sử dụng phương pháp dựng khoảng cách từ chân đường cao đến mặt phẳng.Giải chi tiết: Gọi N là trung điểm của CC’ \( \Rightarrow MN\) là đường trung bình của tam giác BCC’. \( \Rightarrow MN//BC' \Rightarrow BC'//\left( {AMN} \right) \supset AM\). Khi đó ta có \(d\left( {AM;BC'} \right) = d\left( {BC';\left( {AMN} \right)} \right) = d\left( {B;\left( {AMN} \right)} \right)\). Ta có: \(BC \cap \left( {AMN} \right) = M \Rightarrow \dfrac{{d\left( {B;\left( {AMN} \right)} \right)}}{{d\left( {C;\left( {AMN} \right)} \right)}} = \dfrac{{BM}}{{CM}} = 1\) \( \Rightarrow d\left( {B;\left( {AMN} \right)} \right) = d\left( {C;\left( {AMN} \right)} \right)\). Trong (BCC’B’) kẻ \(CH \bot MN\,\,\left( {H \in MN} \right)\) ta có: \(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}AM \bot CM\\AM \bot CN\end{array} \right. \Rightarrow AM \bot \left( {BCC'B'} \right) \Rightarrow AM \bot CH\\\left\{ \begin{array}{l}CH \bot AM\\CH \bot MN\end{array} \right. \Rightarrow CH \bot \left( {AMN} \right) \Rightarrow d\left( {C;\left( {AMN} \right)} \right) = CH\end{array}\) \( \Rightarrow d\left( {AM;BC'} \right) = CH\). Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông CMN có: \(CH = \dfrac{{CM.CN}}{{\sqrt {C{M^2} + C{N^2}} }} = \dfrac{{\dfrac{a}{2}.\dfrac{a}{2}}}{{\sqrt {\dfrac{{{a^2}}}{4} + \dfrac{{{a^2}}}{4}} }} = \dfrac{{a\sqrt 2 }}{4}\). Vậy \(d\left( {AM;BC'} \right) = \dfrac{{a\sqrt 2 }}{4}\). Chọn D.