Cho hình chóp đều S.ABC có SA = 2a, AB = a. Gọi M là trung điểm cạnh BC. Tính theo a thể tích khối chóp S.ABC và khoảng cách giữa hai đường thẳng AM, SB.
*) Từ giả thiết suy ra ΔABC đều và SA = SB = SC Hạ \(SO\perp (ABC)\Rightarrow O\) là tâm tam giác đều ABC. Ta có: \(AB=a\Rightarrow S_{ABC}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\) và \(AM=\frac{a\sqrt{3}}{2}\Rightarrow AO+\frac{2}{3}AM=\frac{a\sqrt{3}}{3}\) \(\Rightarrow SO=\sqrt{SA^2-AO^2}=\frac{a\sqrt{33}}{12}\) Suy ra \(V_{S.ABC}=\frac{1}{3}.SO.S_{ABC}=\frac{a^3\sqrt{11}}{12}\) *) Kẻ \(Bx // AM \Rightarrow mp (S, Bx) // AM\) \(\Rightarrow d(AM,SB)=d(AM,(S,Bx))=d(O,(S,Bx)) \ \ (1)\) Hạ \(OK\perp Bx, OH \perp SK\) vì \(Bx\perp (SOK)\) nên \(Bx \perp OH \Rightarrow OH \perp (S, Bx) (2)\) Ta có OMBK là hình chữ nhật nên \(OK=MB=\frac{a}{2}\) Vì ΔSOK vuông tại O nên \(\frac{1}{OH^2}=\frac{1}{OK^2}+\frac{1}{OS^2}=\frac{47}{11a^2}\Rightarrow OH=\frac{a\sqrt{517}}{47} \ \ \ (3)\) Từ (1), (2) suy ra \(d(AM,SB)=OH=\frac{a\sqrt{517}}{47}\)