Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi. Biết rằng tứ diện SABD là tứ diện đều cạnh a. Khoảng cách giữa hai đường thẳng BD và SC bằng: A.\(\frac{3a\sqrt{3}}{4}\) B. \(\frac{a}{2}\) C. \(\frac{a\sqrt{3}}{4}\) D. \(\frac{a\sqrt{3}}{2}\)
Đáp án đúng: B Giải chi tiết: Gọi \(O=AC\cap BD,\) H là tâm của tam giác đều ABD, SABD là tứ diện đều \(\Rightarrow SH\bot \left( ABD \right)\Rightarrow SH\bot \left( ABCD \right)\) Ta có \(\left\{ \begin{align} & BD\bot SH\,\,\left( SH\bot \left( ABCD \right) \right) \\ & DB\bot AC \\ \end{align} \right.\Rightarrow BD\bot \left( SAC \right)\) Trong (SAC) kẻ \(OK\bot SC\,\,\left( K\in SC \right)\Rightarrow OK\bot BD\) Do đó OK là đoạn vuông góc chung của BD và SC \(\Rightarrow d\left( BD;SC \right)=OK\) Tam giác ABD đều cạnh a \(\Rightarrow AO=\frac{a\sqrt{3}}{2}\Rightarrow AH=\frac{2}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{3}\Rightarrow SH=\sqrt{S{{A}^{2}}-A{{H}^{2}}}=\sqrt{{{a}^{2}}-{{\left( \frac{a\sqrt{3}}{3} \right)}^{2}}}=\frac{a\sqrt{6}}{3}\) \(AH=\frac{2}{3}AO=\frac{2}{3}.\frac{1}{2}AC=\frac{1}{3}AC\Rightarrow HC=\frac{2}{3}AC=\frac{2}{3}.2AO=\frac{4}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{2a\sqrt{3}}{3}\) Trong tam giác vuông SHC kẻ \(HM\bot SC\,\,\left( M\in SC \right)\) ta có: \(HM=\sqrt{\frac{S{{H}^{2}}.H{{C}^{2}}}{S{{H}^{2}}+H{{C}^{2}}}}=\sqrt{\frac{{{\left( \frac{a\sqrt{6}}{3} \right)}^{2}}.{{\left( \frac{2a\sqrt{3}}{3} \right)}^{2}}}{{{\left( \frac{a\sqrt{6}}{3} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{2a\sqrt{3}}{3} \right)}^{2}}}}=\frac{2a}{3}\) Ta có \(OH=\frac{1}{3}AO=\frac{1}{3}OC\Rightarrow \frac{CO}{CH}=\frac{3}{4}\Rightarrow \frac{OK}{HM}=\frac{CO}{CH}=\frac{3}{4}\left( Ta-let \right)\Rightarrow OK=\frac{3}{4}HM=\frac{a}{2}\) Chọn B.