Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng a, SA vuông góc với đáy.Góc tạo bởi SC và mặt phẳng (SAB) bằng 300. Gọi E là trung điểm của BC. Tính thể tích khối chóp S.ABCD và khoảng cách giữa hai đường thẳng DE, SC theo a.
* Vì \(\left\{\begin{matrix} CB\perp AB\\ CB\perp SA \end{matrix}\right.\Rightarrow CB\perp (SAB)\Rightarrow\) hình chiếu của SC lên mp(SAB) \(\Rightarrow SB=BC.cot30^0=a\sqrt{3}\Rightarrow SA=a\sqrt{2}\) * Vậy thể tích khối chóp S.ABCD là: \(V_{S.ABCD}=\frac{1}{3}.SA.S_{ABCD}=\frac{1}{3}a\sqrt{2}.a^2=\frac{\sqrt{2}a^3}{3}\) (dvtt) + Từ C dựng CI // DE \(\Rightarrow CE=DI=\frac{a}{2}\) và DE // (SCI) \(\Rightarrow d(DE,SC)=d(DE,CSI)\) Từ A kẻ AK \(\perp\) CI cắt ED tại H, cắt CI tại K Ta có: \(\left\{\begin{matrix} SA\perp CI\\ AK\perp CI \end{matrix}\right.\Rightarrow CI\perp (SAK)\Rightarrow (SCI)\perp (SAK)\) theo giao tuyến SK Trong mặt phẳng (SAK) kẻ \(HT\perp AK\Rightarrow HT\perp (SCI)\) \(\Rightarrow d(DE,SC)=d(H,(SCI))=HT\) + Ta có \(S_{ACI}=\frac{1}{2}.AK.CI=\frac{1}{2}.CD.AI\Rightarrow AK=\frac{CD.AI}{CI}\)
\(=\frac{a.\frac{3}{2}a}{\sqrt{a^2+\left ( \frac{a}{2} \right )^2}}=\frac{3a}{\sqrt{5}}\) Kẻ KM // AD\((M\in ED)\Rightarrow \frac{HK}{HA}=\frac{KM}{AD}=\frac{1}{2}\Rightarrow HK=\frac{1}{3} AK=\frac{a}{\sqrt{5}}\) Lại có: \(sinSKA=\frac{SA}{SK}=\frac{HT}{HK}\Rightarrow HT=\frac{SA.HK}{SK} \frac{a\sqrt{2}.\frac{a}{\sqrt{5}}}{\sqrt{2a^2+\frac{9a^2}{5}}}=\frac{\sqrt{38}}{19}\) Vậy \(d(ED,SC)=\frac{\sqrt{38}}{19}\)