Phương pháp tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau dd và d
Cách 1:
+ Xác định đường thẳng vuông góc chung của d và d
+ Tính độ dài đoạn vuông góc chung.
Cách 2:
+ Tìm (P) chứa d và song song với d
+ Khi đó d(d,d′)=d(d,(P))=d(A,(P)) với A là một điểm bất kỳ thuộc d.
Chú ý: (P) có thể có sẵn hoặc chúng ta phải dựng (Cách dựng: qua một điểm B∈d′ dựng đường thẳng Δ song song vớid, lúc đó (P)≡(d,Δ)).
Ví dụ: Cho tứ diện ABCD có AB=a, tất cả các cạnh còn lại bằng 3a. Tính d(AB,CD)
Giải:
Gọi I,J lần lượt là trung điểm của CD và AB.
Vì ACD và ACD là các tam giác đều nên: CD⊥AI,CD⊥BI⇒CD⊥(AIB)⇒CD⊥IJ (1)
Mặt khác, ΔACD=ΔACD nên tam giác
AIB cân tại I. Do đó, IJ⊥AB (2)
+ Từ (1),(2) suy ra: IJ là đường vuông góc chung của AB và CD.
+ Ta có: IJ=√AI2−AJ2=√(3a√32)2−(a2)2=a√262.
Vậy d(AB,CD)=a√262
Khoảng cách giữa một trong hai đường thẳng đó đến mặt phẳng song song với nó và chứa đường thẳng còn lại.
Ta có : AA′//BB′⇒AA′//(DBB′D′)
⇒d(AA ′,BD' )=d(A,(DBB′D′))=AO=√22.
Độ dài đoạn vuông góc chung bằng khoảng cách hai đường thẳng SB,CD bằngBC=a
Dựng OK⊥SC ,d(BD,SC)=OK=SA.OCSC=a.√22aa√3=a√6.
Chứng minh được OH⊥BD,OH⊥SC
GọiOlà tâm của mặt đáyABCD. Khi đó ta cóOBchính là đường vuông góc chung củaBB1vàAC. Khi đó ta có :h=OA=a√2.
Ta có:d(CD,SB)=d(CD,(SAB))=AD=a.
Gọi K là trung điểm BC,OK⊥BC,d(OA,BC)=OK=a√2.
Ta có:d(CD,SB)=d(CD,(SAB))=AD=a.
Khoảng cách giữa SD và BC: d(BC,SD)=CD=a√3.
Đáp án (I): Đúng
Đáp án (II): Sai, do phát biểu này thiếu yếu tố cắt nhau.
Đáp án (III): Sai, vì mặt phẳng đó chưa chắc đã tồn tại.
Đáp án (IV): Sai, do phát biểu này thiếu yếu tố vuông góc.
Gọi M là trung điểmDC , H là hình chiếu vuông góc của M lênd(A,(SCD))=AH;1AH2=16a2+13a2=12a2⇒AH=a√2 .
Ta có: {BM⊥CDAM⊥CD⇒CD⊥(ABM) {CD⊥MHAB⊥MH⇒MH=d(AB,CD) MH=2SABMAB=a√22
{AA′⊥(A′B′C′D′)A′C′⊂(A′B′C′D′)→AA′⊥A′C′
{AA′⊥(ABCD)AD⊂(ABCD→AA′⊥AD
Gọi M,N lần lượt là trung điểm AB,CD.
d(AB,CD)=MN=√AN2−AM2=√AD2−CD24−AB24=√4a2−a2−a22=a√22.
Dựng BH⊥AC. d(BB′,AC′)=BH=BA.BCAC=a.b√a2+b2.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới