Cho tứ diện \(ABCD\) đều có cạnh bằng \(2\sqrt 2 \). Gọi \(G\) là trọng tâm tứ diện \(ABCD\) và \(M\) là trung điểm \(AB\). Khoảng cách giữa hai đường thẳng \(BG\) và \(CM\) bằng
Phương pháp giải
- Gọi \(N\) là trung điểm \(CD,\) \(K\) là trung điểm \(CN\) \( \Rightarrow d\left( {BG;CM} \right) = d\left( {C;\left( {BGK} \right)} \right)\)\( = d\left( {N;\left( {BGK} \right)} \right)\)
- Tính khoảng cách trên và suy ra kết luận.
Lời giải của Tự Học 365

Gọi \(N\) là trung điểm \(CD\), khi đó \(G\) là trung điểm \(MN\) và \(x\) đi qua trọng tâm \(H\) của tam giác \(BCD\). Ta có \(AH \bot \left( {BCD} \right)\) và $AH = \sqrt {A{B^2} - B{H^2}} $$ = \sqrt {{{\left( {2\sqrt 2 } \right)}^2} - {{\left( {\dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}} \right)}^2}} $$ = \dfrac{{4\sqrt 3 }}{3}$.
Ta có: \(GH = \dfrac{1}{4}AH = \dfrac{{\sqrt 3 }}{3}\).
Gọi \(K\) là trung điểm \(CN\) thì \(GK{\rm{//}}CM\) nên \(CM{\rm{//}}\left( {BGK} \right)\). Do đó:
\(d\left( {BG;CM} \right) = d\left( {C;\left( {BGK} \right)} \right)\)\( = d\left( {N;\left( {BGK} \right)} \right)\)\( = \dfrac{3}{2}d\left( {H;\left( {BGK} \right)} \right)\).
Kẻ \(HI \bot BK\), \(HJ \bot GI\) với \(I \in BK\), \(J \in GI\). Khi đó \(HJ \bot \left( {BGK} \right)\) và \(HJ = d\left( {H;\left( {BGK} \right)} \right)\).
Ta có \(BK = \sqrt {B{N^2} + N{K^2}} \)\( = \sqrt {{{\left( {\sqrt 6 } \right)}^2} + {{\left( {\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}} \right)}^2}} \)\( = \dfrac{{\sqrt {26} }}{2}\).
Ta có \(HI = BH.\sin \widehat {KBN}\) \( = BH.\dfrac{{KN}}{{BK}}\)\( = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{3}.\dfrac{{\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}}}{{\dfrac{{\sqrt {26} }}{2}}}\)\( = \dfrac{{2\sqrt 6 }}{{3\sqrt {13} }}\).
Do đó: \(HJ = \dfrac{{HI.HG}}{{\sqrt {H{I^2} + H{G^2}} }}\)\( = \dfrac{{\dfrac{{2\sqrt 6 }}{{3\sqrt {13} }}.\dfrac{{\sqrt 3 }}{3}}}{{\sqrt {{{\left( {\dfrac{{2\sqrt 6 }}{{3\sqrt {13} }}} \right)}^2} + {{\left( {\dfrac{{\sqrt 3 }}{3}} \right)}^2}} }}\)\( = \dfrac{{2\sqrt 2 }}{{3\sqrt 7 }}\).
Vậy \(d\left( {BG;CM} \right) = \dfrac{3}{2}d\left( {H;\left( {BGK} \right)} \right)\)\( = \dfrac{3}{2}HJ\)\( = \dfrac{3}{2}.\dfrac{{2\sqrt 2 }}{{3\sqrt 7 }}\)\( = \dfrac{2}{{\sqrt {14} }}\).
Đáp án cần chọn là: b
Toán Lớp 12