Câu 1: Phương pháp giải: Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng còn lại, đưa về dạng toán tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng Lời g
Trang 1ĐỀ THI ONLINE – KHOẢNG CÁCH GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG CHÉO NHAU –
CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT Mục tiêu đề thi:
+) Đề thi gồm các câu hỏi về tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau trong không gian
+) Sau khi làm xong đề thi này học sinh nắm được phương pháp xác định các dạng toán về khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau cũng như củng cố kiến thức về bài toán khoảng cách trong không gian
Câu 1 (NB): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông với 2
2
a
AC Cạnh bên SA vuông góc với đáy, SB hợp với đáy góc 0
60 Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AD và SC
A 3
4
a
2
a
2
a
2
a
d
Câu 2 (NB): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh bằng 2 Đường thẳng SO vuông góc với mặt phẳng đáy (ABCD) và SO 3 Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng SA và BD
A d 2 B 30
5
Câu 3 (NB): Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy là tam giác đều cạnh có độ dài bằng 2a Hình chiếu
vuông góc của A’ lên mặt phẳng (ABC) trùng với trung điểm H của BC Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng BB’ và A’H
2
a
3
a
d
Câu 4 (NB): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a Cạnh bên SA vuông góc với đáy
Biết rằng đường thẳng SC tạo với đáy một góc 0
60 Khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và SD là
A 42
7
a
6
a
7
a
d
Câu 5 (NB): Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, tam giác SBC là tam giác đều
cạnh a và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và BC
A 3
2
a
4
a
8
a
Câu 6 (NB): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, cạnh bên SA vuông góc với mặt
phẳng đáy Biết mặt phẳng (SBC) tạo với đáy một góc 0
60 và M là trung điểm của SD Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AB và CM
A d a 3 B 3
2
a
3
a
3
a
d
Câu 7 (TH): Cho hình chóp S.ABC có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, tâm O Cạnh bên SA = 2a và
Trang 2vuông góc với mặt đáy (ABCD) Gọi H và K lần lượt là trung điểm của cạnh BC và CD Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng HK và SD
A .
3
a
B 2 3
a
2
a
Câu 8 (TH): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh bằng 4a Cạnh bên SA = 2a
Hình chiếu vuông góc của đỉnh S trên mặt phẳng (ABCD) là trung điểm của H của đoạn thẳng AO Tính khoảng cách d giữa các đường thẳng SD và AB
A 4 22
11
a
11
a
Câu 9 (TH): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, tam giác SAD đều và nằm trong
mặt phẳng vuông góc với đáy Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng SA và BD
A 21
14
a
2
a
7
a
Câu 10 (TH): Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a, gọi I là trung điểm của AB Hình
chiếu vuông góc của S trên mặt đáy là trung điểm của CI Biết chiều cao của khối chóp là a 3 Khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và SC là :
A 51
17
a
54
a
17
a
17
a
d
Câu 11 (TH): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a Cạnh bên SA vuông góc với
mặt phẳng đáy Biết góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABCD) bằng 0
60 Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng BD và SC
A 30
12
a
B 30 6
a
C 30 15
a
D 30 10
a
Câu 12 (TH): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a Cạnh bên SA vuông góc với
mặt phẳng (ABCD) Đường thẳng SC tạo với mặt phẳng đáy góc 0
45 Khoảng cách giữa hai đường thẳng
SB và AC là
A 10
10
a
2
a
5
a
15
a
d
Câu 13 (VD): Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB = 3a, BC = 4a Cạnh bên SA
vuông góc với đáy Góc tạo bởi giữa SC và đáy bằng 0
60 Gọi M là trung điểm của AC, tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AB và SM
A d a 3 B d 5a 3 C 5
2
a
79
a
d
Câu 14 (VD): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O, cạnh a Cạnh bên SA vuông góc
với đáy, góc 0
60
SBD Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AB và SO
Trang 3A 3
3
a
4
a
2
a
5
a
d
Câu 15 (VD): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh bằng 10 Cạnh bện SA vuông góc
với mặt phẳng (ABCD) và SC10 5 Gọi M, N lần lượt là trung điểm của SA và CD Tính khoảng cách d giữa BD và MN
Câu 16 (VD): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh 2a Hình chiếu vuông góc của S
trên mặt phẳng (ABCD) là điểm H thuộc đoạn BD sao cho HD = 3HB Biết góc giữa mặt phẳng (SCD) và mặt đáy bằng 0
45 Khoảng cách giữa hai đường thẳng SA và BD là
A 3 34
17
a
B 2 13 3
a
C 2 51 13
a
D 2 38 17
a
Câu 17 (VD): Cho hình lăng trụ ABC.A’B’C’ có đáy ABC là tam giác vuông cân, AC = BC = 3a Hình
chiếu vuông góc của B’ lên mặt đáy trùng với trọng tâm của tam giác ABC, mặt phẳng (ABB’A’) tạo với mặt phẳng (ABC) một góc 0
60 Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và B’C
A 3 42
14
a
7
a
4
a
7
a
d
Câu 18 (VD): Cho hình lăng trụ đứng ABC.A’B’C’ có đáy ABC là tam giác vuông, AB = BC = a,
' 3
A B a Gọi M là trung điểm của cạnh BC Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AM và B’C
A 42
7
a
7
a
7
a
7
a
d
Câu 19 (VDC): Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và D với AB = 2a, AD =
DC = a Hai mặt phẳng (SAB) và (SAD) cùng vuông góc với đáy Góc giữa SC và mặt đáy bằng 600 Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng AC và SB
A 6
2
a
5
a
d
Câu 20 (VDC): Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ có đáy ABCD là hình vuông cạnh a 2, AA’ = 2a Tính khoảng cách d giữa hai đường thẳng BD và CD’
A da 2 B d 2 a C 2 5
5
a
5
a
d
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT THỰC HIỆN: BAN CHUYÊN MÔN TUYENSINH247.COM
1 A 2 B 3 B 4 A 5 B 6 B 7 A 8 A 9 C 10 C
11 D 12 C 13 D 14 D 15 B 16 A 17 A 18 D 19 A 20 C
Trang 4Câu 1:
Phương pháp giải:
Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng còn lại, đưa về dạng toán tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Tam giác ABC vuông cân tại B nên
2 2
tan 60 3
Ta có d AD SC ; d AD SBC ; d A SBC ;
Kẻ AK SB Khi đó
2
3
;
4 3
Chọn A
Câu 2:
Phương pháp giải:
+) Dựa vào cách xác định mặt phẳng (P) chứa đường thẳng SA và vuông góc với đường thẳng BD
+) Xác định giao điểm của mặt phẳng (P) với BD
+) Trong (P) từ giao điểm đó kẻ đường thẳng vuông góc với SA
Lời giải:
Trong (SAC) kẻ OK SA 1 ta có : OK SACOK BD 2
Từ (1) và (2) ta có OK là đường vuông góc chung của SA và BD Khi
2
2 2 3
5
2 2 3
2
SO OA
Chọn B
Câu 3:
Phương pháp giải:
Trang 5Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng còn lại, đưa về dạng toán tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Do BB' AA' nên d BB A H '; ' d BB ';AA H' d B AA H ; '
'
2
BC
Vậy khoảng cách d BB A H '; ' a
Chọn B
A
B
C
A'
B'
C'
H
Câu 4:
Phương pháp giải:
Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng còn lại, đưa về dạng toán tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Ta có ACa 2. Do SAABCD và SC tạo với đáy góc 0
60
60
tan 60 6
Trong (SAD) dựng AH SD 1 suy ra ABAH 2 là đoạn
vuông góc chung AB và SD
Ta có
7 6
AH
7
a
Chọn A
Câu 5:
Phương pháp giải:
Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và vuông góc với đường thẳng còn lại
Lời giải:
Trang 6Gọi H là trung điểm của BC khi đó SH BC
Mặt khác SBC ABC do đó SH ABC
2
a
2
Do BC AH BC SHA
vuông góc chung của BC và SA
Lại có
2 2
4
HK
4
a
Chọn B
Câu 6:
Phương pháp giải:
Dựa vào cách xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng còn lại, đưa về dạng toán tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Ta có BC AB BC SAB SBA
SBC và ABC
Ta có SAABtanSBAa 3
Do AB CD|| do đó d AB CM ; d AB CMD ; d A SCD ;
Dựng AH SD 1 ta có:
Từ (1) và (2) AH SCD, khi đó d A SCD ; AH
Lại có
2 3
AH
2
a
Chọn B
Câu 7:
Phương pháp giải:
Dựa vào điều kiện có nghiệm của phương trình bậc hai
Lời giải:
Trang 7Gọi EHKAC Do HK BD nên suy ra
2
Kẻ AF SO 1 ta có:
Từ (1) và (2) AF SBD, khi đó
2
2
2
3 4
2
a a
a
Vậy khoảng cách 1
a
Chọn A
S
A
D
H
K E
F
O
Câu 8:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
3
(Do
3
; 4
3
HC
d H SCD
)
Kẻ HE CD , kẻ HLSE 1 ta có:
Từ (1) và (2) HLSCDd H SCD ; HL
2
4
11
a
E
S
A
C B
D H
O
L
Trang 8Chọn A
Câu 9:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Gọi I là trung điểm của AD nên suy ra SI ADSI ABCD và 3
2
a
Kẻ Ax BD Do đó d BD SA ; d BD SAx ; d D SAx ; 2d I SAx ;
Kẻ IEAx, kẻ IK SE 1 ta có:
Từ (1) và (2) IKSAx Khi đó d I SAx ; IK
Gọi F là hình chiếu của I trên BD, ta dễ dàng chứng minh
IAE IDF chgn IEIF AO a
Tam giác vuông SIE , có
2 2
14
IK
7
a
Chọn C
x E
C D
S
K
O I
F
Câu 10:
Phương pháp giải:
Xác định đường vuông góc chung của AB và SC
Lời giải:
Ta có CI AB AB SIC
Dựng IFSC 1 khi đó IF SICIF AB 2 , do đó IF
là đoạn vuông góc chung của AB và SC Dựng
/ /
2
Khi đó
Trang 9
2
3 3
3 3
4
a a
a
Chọn C
Câu 11:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và vuông góc với đường thẳng kia
Lời giải:
Ta có BC AB BC SAB
Suy ra SAABtan 600 a 3 Gọi O là tâm hình vuông ABCD ta có:
OM SAC OM BD Từ (1) và (2) suy ra OM là đường
vuông góc chung BD và SC
2 3
6 30
10
2 5
a a
Chọn D
Câu 12:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Trang 10Ta có 0
Dựng Bx AC|| d AC SB ; d AC SBx ;
Dựng AEBx AF, SE 1 ta có:
Từ (1) và (2) AF SBE d AF
Ta có BE AC|| BEBD dễ ràng suy ra OEBO là hình chữ
2
a
AEOB
Vậy khoảng cách
2
2 2
;
5 2
2 2
a a
d SB AC
a
Chọn C
Câu 13:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
5
60 SC ABC, SC AC, SCA và SA AC.tanSCA5a 3
Gọi N là trung điểm BC , suy ra MN AB
Lấy điểm E đối xứng với N qua M , suy ra ABNE là hình chữ nhật
Do đó d AB SM ; d AB SME ; d A SME ;
79
Chọn D
K E
N
S
A
B
C M
Câu 14:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Trang 11Lời giải:
Ta có SAB SAD c g c, suy ra SBSD
60
SBD SBD đều cạnh SBSDBDa 2
Tam giác vuông SAB , có 2 2
SA SB AB a Gọi E là trung điểm AD, suy ra OE AB và AEOE
Do đó d AB SO ; d AB SOE ; d A SOE ;
Kẻ AK SE 1 ta có:
Từ (1) và (2) AK SOE
;
5
K
E
B
D
C A
S
O
Chọn D
Câu 15:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Gọi P là trung điểm BC và ENPAC, suy ra PN BD
nên BD MNP
Do đó
3
Kẻ AK ME 1 ta có:
O
D
C B
A
N K
E P
S
M
Từ (1) và (2) AK MNP Khi đó d A MNP ; AK
10 3 5 3;
Tam giác vuông MAE, có
3 5
MA AE AK
3
Chọn B
Trang 12Câu 16:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
SCD ABCD SKH
Ta có HKD vuông cân tại K, do vậy
0
tan 45
Dựng Ax/ /BD ta có d SA BD ; d BD SAx ; d H SAx ;
Dựng HEAxHEOAa 2
Dựng HF SE 1 ta có:
Từ (1) và (2) HFSAxd H SAx ; HF
Vậy
2
3 2
17 3
2 2
a a
a
Chọn A
Câu 17:
Phương pháp giải:
Xác định đường vuông góc chung của AB và B’C
Cách giải:
Dựng CI AB , suy ra I là trung điểm của AB
'
' tan 60
2
B GGI a
Dựng IH B C ta có ' IH B IC' IH AB
Trang 13 '
; '
'
B C
Ta có :
2
14
Chọn A
Câu 18:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Dựng Cx AM|| khi đó d AM B C ; ' d AM ;B Cx'
2
Dựng
' 1
BF B E ta có:
'
Từ (1) và (2) BF B Cx' d B B Cx ; ' BF
Lại có BE2BP, trong đó
2
5 4
a a
BP
a
Suy ra
Do đó
7
a
Chọn D
Câu 19:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Trang 14
60 SC ABCD; SC AC; SCA và
tan tan 60 2 3 6
Gọi M là trung điểm AB, suy ra ADCM là hình vuông
nên CM = AD = a
Xét tam giác ACB, ta có trung tuyến 1
2
nên tam giác ACB vuông tại C
S
B
C D
M A
E K
Lấy điểm E sao cho ACBE là hình chữ nhật, suy ra AC BE
Do đó d AC SB ; d AC SBE ; d A SBE ;
Từ (1) và (2) AK SBE
SA AE
2 2
2
2
Chọn A
Câu 20:
Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp xác định mặt phẳng chứa đường thẳng này và song song với đường thẳng kia đưa về tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng
Lời giải:
Trang 15Gọi I là điểm đối xứng của A qua D, suy ra
BCID là hình bình hành nên BD // CI
; ' ; ' ; '
Kẻ DE CI tại E, kẻ DK D E' 1 ta có:
'
A
D
A'
D'
E
I K
Từ (1) và (2) DK CD I' d D CD I ; ' DK
Xét tam giác IAC, ta có DE // AC (do cùng vuông góc với CI) và có D là trung điểm của AI nên suy ra DE
là đường trung bình của tam giác ACI Suy ra 1 2
Tam giác vuông D DE' , có
5
DK
Chọn C