Cho hình chóp \(S.ABC\) có \(SA = 3a\), \(SA \bot \left( {ABC} \right)\), \(AB = BC = 2a\), \(\angle ABC = {120^0}\). Tính khoảng cách từ \(A\) đến \(\left( {SBC} \right)\). A.\(5a\) B.\(\dfrac{a}{2}\) C.\(\dfrac{{5a}}{2}\) D.\(\dfrac{{3a}}{2}\)
Đáp án đúng: D Phương pháp giải: - Tính \({S_{\Delta ABC}}\), sử dụng công thức \({S_{ABC}} = \dfrac{1}{2}AB.BC.\sin \angle ABC\), từ đó tính \({V_{S.ABC}}\). - Trong \(\left( {ABC} \right)\) kẻ \(AH \bot BC\), chứng minh \(SH \bot BC\). - Sử dụng tỉ số lượng giác của góc nhọn trong tam giác vuông và định lí Pytago tính \(SH\), từ đó tính \({S_{\Delta SBC}}\). - Sử dụng công thức \(d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = \dfrac{{3{V_{S.ABC}}}}{{{S_{\Delta SBC}}}}\).Giải chi tiết: Ta có: \({S_{ABC}} = \dfrac{1}{2}AB.BC.\sin \angle ABC\) \( = \dfrac{1}{2}.2a.2a.\sin {120^0} = {a^2}\sqrt 3 \). \( \Rightarrow {V_{S.ABC}} = \dfrac{1}{3}SA.{S_{\Delta ABC}} = \dfrac{1}{3}.3a.{a^2}\sqrt 3 = {a^3}\sqrt 3 \). Trong \(\left( {ABC} \right)\) kẻ \(AH \bot BC\) (do \(\angle ABC = {120^0} > {90^0}\) nên điểm \(H\) nằm ngoài đoạn thẳng \(BC\). Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}BC \bot AH\\BC \bot SA\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAH} \right) \Rightarrow BC \bot SH\). Xét tam giác vuông \(ABM\) có \(AM = AB.\sin {60^0} = a\sqrt 3 \). Xét tam giác vuông \(SAM\): \(SM = \sqrt {S{A^2} + A{M^2}} = \sqrt {9{a^2} + 3{a^2}} = 2a\sqrt 3 \). \( \Rightarrow {S_{\Delta SBC}} = \dfrac{1}{2}SM.BC = \dfrac{1}{2}.2a\sqrt 3 .2a = 2{a^2}\sqrt 3 \). Vậy \(d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = \dfrac{{3{V_{S.ABC}}}}{{{S_{\Delta SBC}}}} = \dfrac{{3{a^3}\sqrt 3 }}{{2{a^2}\sqrt 3 }} = \dfrac{{3a}}{2}\). Chọn D.