Cho hình chóp tam giác đều \(S.ABC\) có \(SA = 2a,AB = 3a.\) Gọi \(M\) là trung điểm \(SC.\) Tính khoảng cách từ \(M\) đến mặt phẳng \(\left( {SAB} \right)\).
Phương pháp giải
+) Sử dụng công thức chuyển điểm: Nếu \(AB\) giao với mặt phẳng \(\left( P \right)\) tại \(M\) thì \(\dfrac{{d\left( {A,\left( P \right)} \right)}}{{d\left( {B,\left( P \right)} \right)}} = \dfrac{{AM}}{{BM}}\).
+) Tính khoảng cách dựa vào hệ thức lượng trong tam giác vuông
Lời giải của Tự Học 365

Gọi \(D\) là trung điểm của \(AB,\,\,H\) là trọng tâm tam giác \(ABC\).
Khi đó \(SH \bot \left( {ABC} \right)\) do \(S.ABC\) là hình chóp đều.
Kẻ \(HK \bot SD\) tại \(K.\)
Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}AB \bot CD\,\,\left( {do\,\,\Delta ABC\,\,deu} \right)\\AB \bot SH\left( {do\,SH \bot \left( {ABC} \right)} \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow AB \bot \left( {SDC} \right) \Rightarrow AB \bot HK\)
Mà \(HK \bot SD \Rightarrow HK \bot \left( {SAB} \right)\) tại \(K \Rightarrow d\left( {H,\left( {SAB} \right)} \right) = HK\)
+) Vì tam giác \(ABC\) đều cạnh \(3a\) nên
\(CD = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2}.3a = \dfrac{{3\sqrt 3 a}}{2} \Rightarrow HD = \dfrac{1}{3}CD = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2}a;\,\,HC = \dfrac{2}{3}CD = \sqrt 3 a\)
Vì \(S.ABC\) là chóp đều nên \(SC = SA = 2a\) .
Xét tam giác \(SHC\) vuông tại \(C,\) theo định lý Pytago ta có \(SH = \sqrt {S{C^2} - H{C^2}} = \sqrt {4{a^2} - 3{a^2}} = a\).
+) Xét tam giác \(SHD\) vuông tại \(H,\) ta có \(\dfrac{1}{{H{K^2}}} = \dfrac{1}{{S{H^2}}} + \dfrac{1}{{H{D^2}}} = \dfrac{1}{{{a^2}}} + \dfrac{1}{{\dfrac{3}{4}{a^2}}} = \dfrac{7}{{3{a^2}}} \Rightarrow HK = \dfrac{{a\sqrt {21} }}{7}\)
+) Ta có \(\dfrac{{d\left( {C,\left( {SAB} \right)} \right)}}{{d\left( {H,\left( {SAB} \right)} \right)}} = \dfrac{{CD}}{{HD}} = 3 \Leftrightarrow d\left( {C;\left( {SAB} \right)} \right) = 3.d\left( {H;\left( {SAB} \right)} \right) = \dfrac{{3a\sqrt {21} }}{7}\).
Lại có \(\dfrac{{d\left( {M,\left( {SAB} \right)} \right)}}{{d\left( {C,\left( {SAB} \right)} \right)}} = \dfrac{{MA}}{{CA}} = \dfrac{1}{2} \Leftrightarrow d\left( {M;\left( {SAB} \right)} \right) = \dfrac{1}{2}.d\left( {C;\left( {SAB} \right)} \right) = \dfrac{{3a\sqrt {21} }}{{14}}\)
Đáp án cần chọn là: d
Toán Lớp 12