Dạng 2: Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT

Phương pháp: Giả sử ta cần tính khoảng cách từ một điểm M đến mặt phẳng (P). Ta có thể tiến hành như sau:
Bước 1: Lấy một mặt phẳng (Q) đi qua điểm M và vuông góc với mặt phẳng (P).
Tức là mặt phẳng (Q) chứa một đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (P) hoặc mặt phẳng (P) chứa một đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (Q).
Bước 2: Xác định giao tuyến ∆ của hai mặt phẳng ((P) và (Q)).
Bước 3: Từ điểm M kẻ MH vuông góc với giao tuyến ∆, với H ∈ Δ. Khi đó \(MH \bot \left( P \right)\) và do đó đoạn MH là khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P).
Việc tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng có thể dựa vào các kết quả của hình học phẳng và thường gắn liền với đường cao trong tam giác: Tam giác vuông; hệ thức lượng trong tam giác.

Trên đây là phương pháp chung để giải quyết bài toán này. Ngoài ra, nếu bài toán có sự đặc biệt nào đó ta có thể tính dựa vào các kết quả dưới đây:
  • Tính chất 1: Đường thẳng AB cắt mặt phẳng (α) tại điểm I khác A, B thì \(\frac{{d\left( {A,\,\left( \alpha \right)} \right)}}{{d\left( {B,\,\left( \alpha \right)} \right)}} = \frac{{IA}}{{IB}}\).
  • Tính chất 2: Nếu đường thẳng d song song với mặt phẳng (α), M là một điểm thuộc d thì \(d\left( {M,\,\left( \alpha \right)} \right) = d\left( {I,\,\left( \alpha \right)} \right)\), với mọi điểm I thuộc đường thẳng d.
  • Tính chất 3: Nếu mặt phẳng (α) song song với mặt phẳng (β) và M là một điểm thuộc mặt phẳng (β) thì \(d\left( {M,\,\left( \alpha \right)} \right) = d\left( {I,\,\left( \alpha \right)} \right)\), với mọi điểm I thuộc (β).
Lưu ý:
Cách 1:
Tìm một mặt phẳng (Q) chứa M và vuông góc với (P) . Xác định $m = \left( P \right) \cap \left( Q \right)$.
khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng.png
Dựng $MH \bot m = \left( P \right) \cap \left( Q \right)$, $ \Rightarrow MH \bot \left( P \right)$ suy ra MH là đoạn cần tìm .

Cách 2: Dựng $MH//\left( d \right) \bot \left( \alpha \right)$
khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng 01.png
]​
Chú ý:
  • Nếu $MA//\left( \alpha \right) \Rightarrow d\left( {M\,,\,\left( \alpha \right)} \right) = d\left( {A\,,\,\left( \alpha \right)} \right)$.
  • Nếu $MA \cap \left( \alpha \right) = I$$ \Rightarrow \frac{{d\left( {M\,,\,\left( \alpha \right)} \right)}}{{d\left( {A\,,\,\left( \alpha \right)} \right)}} = \frac{{IM}}{{IA}}$

Ví dụ vận dụng
Câu
1: Cho hình chóp S.ABC trong đó SA, AB, BC vuông góc với nhau từng đôi một. Biết $SA = a\sqrt 3 $, $AB = a\sqrt 3 $. Khoảng cách từ A đến $\left( {SBC} \right)$ bằng:
A. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 2 }}{3}$.
C. $\frac{{2a\sqrt 5 }}{5}$.
D. $\frac{{a\sqrt 6 }}{2}$.
Chọn D
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 01.png

Kẻ $AH \bot SB$.
Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}BC \bot SA\\BC \bot AB\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow BC \bot AH$.
Suy ra $AH \bot \left( {SBC} \right)$$ \Rightarrow d\left( {A;\left( {SBC} \right)} \right) = AH$.
Trong tam giác vuông $SAB$ta có:
$\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{A{B^2}}}$$ \Rightarrow AH = \frac{{SA.AB}}{{\sqrt {S{A^2} + A{B^2}} }} = \frac{{\sqrt 6 a}}{2}$.
Câu 2: Cho hình chóp S.ABCD có $SA \bot \left( {ABCD} \right)$, đáy ABCD là hình chữ nhật. Biết AD = 2a, SA = a. Khoảng cách từ Ađến $\left( {SCD} \right)$ bằng:
A. $\frac{{3a\sqrt 2 }}{2}$.
B. $\frac{{2a\sqrt 3 }}{3}$.
C. $\frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}$.
D. $\frac{{3a}}{{\sqrt 7 }}$.
Chọn C
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 02.png

Kẻ $AH \bot SD$, mà vì $CD \bot \left( {SAD} \right) \Rightarrow CD \bot AH$nên $d\left( {A;SCD} \right) = AH$.
Trong tam giác vuông $SAD$ta có:
$\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{A{D^2}}}$
$ \Rightarrow AH = \frac{{SA.AD}}{{\sqrt {S{A^2} + A{D^2}} }} = \frac{{a.2a}}{{\sqrt {4{a^2} + {a^2}} }} = \frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}$.
Câu 3: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC cạnh đáy bằng 2a và chiều cao bằng $a\sqrt 3 $. Tính khoảng cách từ tâm O của đáy ABC đến một mặt bên:
A. $\frac{{a\sqrt 5 }}{2}$.
B. $\frac{{2a\sqrt 3 }}{3}$.
C. $a\sqrt {\frac{3}{{10}}} $.
D. $a\sqrt {\frac{2}{5}} $.
Chọn C
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 03.png

$SO \bot \left( {ABC} \right)$, với O là trọng tâm của tam giác ABC. Mlà trung điểm của BC.
Kẻ $OH \bot SM$, ta có $\left\{ \begin{array}{l}BC \bot SO\\BC \bot MO\end{array} \right. \Rightarrow BC \bot \left( {SOM} \right) \Rightarrow BC \bot OH$
nên suy ra $d\left( {O;\left( {SBC} \right)} \right) = OH$.
Ta có: $OM = \frac{1}{3}AM = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}$
$\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{M^2}}}$
$ \Rightarrow OH = \frac{{SO.OM}}{{\sqrt {S{O^2} + O{M^2}} }} = \frac{{a\sqrt 3 .\frac{{a\sqrt 3 }}{3}}}{{\sqrt {3{a^2} + \frac{3}{9}{a^2}} }} = \frac{{3a}}{{\sqrt {30} }} = \sqrt {\frac{3}{{10}}} a$.
Câu 4: Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a. Khoảng cách từ Ađến $\left( {BCD} \right)$bằng:
A. $\frac{{a\sqrt 6 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{6}$.
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
Chọn B
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 04.png

Ta có: $AO \bot \left( {BCD} \right) \Rightarrow O$là trọng tâm tam giác $BCD$.
$d\left( {A;\left( {BCD} \right)} \right) = AO = \sqrt {A{B^2} - B{O^2}} = \sqrt {{a^2} - \frac{{3{a^2}}}{9}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Câu 5: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi tâm O cạnh a và có góc $\widehat {BAD} = {60^{\rm{o}}}.$Đường thẳng $SO$ vuông góc với mặt phẳng đáy $\left( {ABCD} \right)$ và $SO = \frac{{3a}}{4}.$ Khoảng cách từ O đến mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ là:
A. $\frac{a}{3}.$
B. $\frac{{3a}}{4}.$
C. $\frac{{3a}}{8}.$
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{4}.$
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 05.png

Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 05_0.png

Trong mặt phẳng $\left( {ABC{\rm{D}}} \right):$ kẻ $OK \bot BC\left( {K \in BC} \right).$
Mà $BC \bot SO$ nên suy ra hai mặt phẳng $\left( {SOK} \right)$ và $\left( {SBC} \right)$ vuông góc nhau theo giao tuyến $SK.$
Trong mặt phẳng $\left( {SOK} \right):$ kẻ $OH \bot SK\left( {H \in SK} \right).$
Suy ra: $OH \bot \left( {SBC} \right) \Rightarrow d\left( {O,\left( {SBC} \right)} \right) = OH.$
Câu 6: Cho hai tam giác ABC và $ABD$ nằm trong hai mặt phẳng hợp với nhau một góc ${60^{\rm{o}}},$ $\Delta ABC$ cân ở$C,$ $\Delta ABD$ cân ở $D.$ Đường cao $DK$ của $\Delta ABD$ bằng$12cm.$ Khoảng cách từ D đến $\left( {ABC} \right)$ bằng
A. $3\sqrt 3 $ cm
B. $6\sqrt 3 $ cm
C. 6 cm
D. $6\sqrt 2 $cm
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 06.png

• Gọi M là trung điểm AB suy ra:
• Gọi H là hình chiếu vuông góc của D lên $CM$ $ \Rightarrow DH = d(D,(ABC))$
• $DH = \sin {60^0}.DM = 6\sqrt 3 $
Chọn B
Câu 7: Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' có cạnh bằng a. Khi đó khoảng cách từ tâm của hình lập phương đến mặt phẳng $(BDA')$ bằng
A. $a\sqrt 2 $.
B. $a\sqrt 3 $.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{6}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 07.png

Bài toán chứng minh $AC' \bot \left( {A'BD} \right)$trong sách giáo khoa đã có. Không chứng minh lại.
Dễ dàng tìm được $AC' = a\sqrt 3 $
$d\left( {O,\left( {A'BD} \right)} \right) = OJ = \frac{1}{6}AC' = \frac{{a\sqrt 3 }}{6}$
Chọn D
Câu 8: Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh a. Khoảng cách từ A đến $(BDA')$ bằng
A. $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
D. $\frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 08.png

Ta có $\left. \begin{array}{l}AC' \bot \left( {BDA'} \right)\\AC' \cap \left( {BDA'} \right) = \left\{ G \right\}\end{array} \right\} \Rightarrow d\left( {A,\left( {BDA'} \right)} \right) = AG = \frac{1}{3}AC'$
$d\left( {A,\left( {BCA'} \right)} \right) = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}$
Chọn B
Câu 9: Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' cạnh a. Khoảng cách từ A đến $(B'CD')$ bằng
A. $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
C. $\frac{{2a\sqrt 3 }}{3}$.
D. $\frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 09.png

Ta có: $AB' = AC = AD' = B'D' = B'C = CD' = a\sqrt 2 $
Nên tứ diện AB'CD' là tứ diện đều.
Gọi I là trung điểm $B'C$, G là trọng tâm tam giác $B'CD'$.
Khi đó ta có: $d\left( {A;\left( {B'CD'} \right)} \right) = AG$
Vì tam giác B'CD' đều nên $D'I = a\sqrt 2 .\frac{{\sqrt 3 }}{2} = \frac{{a\sqrt 6 }}{2}$.
Theo tính chất trọng tâm ta có: $D'G = \frac{2}{3}D'I = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Trong tam giác vuông AGD' có: $AG = \sqrt {D'{A^2} - D'{G^2}} = \sqrt {{{\left( {a\sqrt 2 } \right)}^2} - {{\left( {\frac{{a\sqrt 6 }}{3}} \right)}^2}} = \frac{{2a\sqrt 3 }}{3}$.
Chọn C
Câu 10: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A với $AB = a.$ Mặt bên chứa BC của hình chóp vuông góc với mặt đáy, hai mặt bên còn lại đều tạo với mặt đáy một góc ${45^ \circ }.$ Tính khoảng cách từ điểm S đến mặt phẳng đáy $(ABC)$.
A. $\frac{a}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
D. $\frac{{3a}}{2}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 10.png

Gọi H là hình chiếu của S lên $\left( {ABC} \right)$, vì mặt bên $\left( {SBC} \right)$ vuông góc với $(ABC)$ nên $H \in BC.$
Dựng $HI \bot AB,HJ \bot AC$, theo đề bài ta có $\widehat {SIH} = \widehat {SJH} = {45^0}$.
Do đó tam giác $SHI = SHJ$ (cạnh góc vuông - góc nhọn)
Suy ra $HI = HJ$.
Lại có $\widehat B = \widehat C = {45^0} \Rightarrow \Delta BIH = \Delta CJH \Rightarrow HB = HC$
Vậy H trùng với trung điểm của BC. Từ đó ta có $HI$ là đường trung bình của tam giác ABC nên $HI = \frac{{AC}}{2} = \frac{a}{2}$.
Tam giác $SHI$ vuông tại H và có $\widehat {SIH} = {45^0} \Rightarrow \Delta SHI$ vuông cân.
Do đó: $SH = HI = \frac{a}{2}$.Chọn A
Câu 11: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh bên bằng b, cạnh đáy bằng d, với $d < b\sqrt 3 .$ Hãy tìm khẳng định đúng trong các khẳng định bên dưới.
A. $d\left( {S,(ABC)} \right) = \sqrt {{b^2} - \frac{1}{2}{d^2}} $.
B. $d\left( {S,(ABC)} \right) = \sqrt {{b^2} - {d^2}} $.
C. $d\left( {S,(ABC)} \right) = \sqrt {{b^2} - \frac{1}{3}{d^2}} $.
D. $d\left( {S,(ABC)} \right) = \sqrt {{b^2} + {d^2}} $.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 11.png

Gọi I là trung điểm của BC, H là trọng tâm tam giác ABC.
Do ${\rm{S}}.ABC$ là hình chóp đều nên $SH \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow d\left( {S,\left( {ABC} \right)} \right) = SH$.
Ta có $AI = \sqrt {A{B^2} - B{I^2}} = \sqrt {{d^2} - \frac{{{d^2}}}{4}} = \frac{{d\sqrt 3 }}{2}$.
$AH = \frac{2}{3}AI = \frac{{d\sqrt 3 }}{3}$$ \Rightarrow SH = \sqrt {S{A^2} - A{H^2}} = \sqrt {{b^2} - \frac{{{d^2}}}{3}} $. Chọn ${\bf{C}}$.
Câu 12: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a và đường cao $SO = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}.$ Khoảng cách từ điểm O đến cạnh bên SA bằng
A. $a\sqrt 6 $.
B. $\frac{{a\sqrt 6 }}{6}$.
C. $a\sqrt 3 $.
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 12.png

Vì hình chóp S.ABC đều có $SO$ là đường cao $ \Rightarrow $ O là tâm của $\Delta ABC$
Gọi I là trung điểm cạnh BC.
Tam giác ABC đều nên $AI = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$$ \Rightarrow AO = \frac{2}{3}AI = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
Kẻ $OH \bot SA$.$ \Rightarrow d\left( {O,SA} \right) = OH$. Xét tam giác $SOA$ vuông tại O :
$\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{A^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{3}} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{3}} \right)}^2}}} = \frac{6}{{{a^2}}}$ $ \Rightarrow OH = \frac{{a\sqrt 6 }}{6}$.
Câu 13: Cho hình lập phương $ABCD.{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}$ cạnh bằng a. Gọi M là trung điểm của $AD.$ Khoảng cách từ ${A_1}$ đến mặt phẳng $\left( {{C_1}{D_1}M} \right)$ bằng bao nhiêu?
A. $\frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}$
B. $\frac{{2a}}{{\sqrt 6 }}$
C. $\frac{1}{2}a$
D. a
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 13.png

Gọi $N$ là trung điểm cạnh $D{D_1}$ và $H = {A_1}N \cap M{D_1}$
Khi đó ta chứng minh được ${A_1}N \bot M{D_1}$
suy ra${A_1}N \bot ({C_1}{D_1}M)$
$ \Rightarrow d\left( {{A_1},({C_1}{D_1}M)} \right) = AH = \frac{{{A_1}D_1^2}}{{{A_1}N}} = \frac{{{A_1}D_1^2}}{{\sqrt {{A_1}D_1^2 + ND_1^2} }}$
$ \Rightarrow d\left( {{A_1},({C_1}{D_1}M)} \right) = \frac{{2a}}{{\sqrt 5 }}$
Chọn A
Câu 14: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng cạnh bên bằng 2a. Khoảng cách từ S đến mặt phẳng $\left( {ABC} \right)$ bằng:
A. 4a.
B. 3a.
C. a.
D. 2a.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 14.png

Gọi G là trọng tâm tam giác ABC. Do S.ABC là chóp đều nên $SG \bot \left( {ABC} \right)$.
$AM = \frac{{3a\sqrt 3 }}{2} \Rightarrow AG = \frac{2}{3}AM = a\sqrt 3 .$
$\Delta SAG$ vuông tại $SG = \sqrt {S{A^2} - A{G^2}} = \sqrt {4{a^2} - 3{a^2}} = a.$
Chọn C
Câu 15: Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a và chiều cao bằng $a\sqrt 2 $. Tính khoảng cách từ tâm O của đáy ABCD đến một mặt bên:
A. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 2 }}{3}$.
C. $\frac{{2a\sqrt 5 }}{3}$.
D. $\frac{{a\sqrt {10} }}{5}$.
Chọn B
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 15.png

$SO \bot \left( {ABCD} \right)$, với O là tâm của hình vuông ABCD. Mlà trung điểm của CD.
Kẻ $OH \bot SM$, ta có:
$\left\{ \begin{array}{l}DC \bot SO\\DC \bot MO\end{array} \right. \Rightarrow DC \bot \left( {SOM} \right) \Rightarrow DC \bot OH$.
nên suy ra $d\left( {O;\left( {SCD} \right)} \right) = OH$.
Ta có: $OM = \frac{1}{2}AD = \frac{a}{2}$
$\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{M^2}}}$$ \Rightarrow OH = \frac{{SO.OM}}{{\sqrt {S{O^2} + O{M^2}} }} = \frac{{\sqrt 2 a}}{3}$.
Câu 16: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là nửa lục giác đều ABCD nội tiếp trong đường tròn đường kính AD = 2a và có cạnh SA vuông góc với mặt phẳng đáy $\left( {ABCD} \right)$ với $SA = a\sqrt 6 $. Khoảng cách từ A và $B$đến mặt phẳng $\left( {SCD} \right)$ lần lượt là:
A. $a\sqrt 2 $; $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$
B. $a\sqrt 2 $; $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$
C. $a\sqrt 3 $; $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$
D. $a\sqrt 3 $; $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 16.png

$d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right) = AH;\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{6{a^2}}} + \frac{1}{{3{a^2}}} = \frac{1}{{2{a^2}}} \Rightarrow AH = a\sqrt 2 $.
$d\left( {B,\left( {SCD} \right)} \right) = d\left( {I,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{1}{2}.d\left( {A,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}.$
Chọn A
Câu 17: Cho hình hộp chữ nhật $ABCD.{A_1}{B_1}{C_1}{D_1}$ có ba kích thước AB = a, AD = b, AA1 = c. Trong các kết quả sau, kết quả nào sai?
A. khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và CC1 bằng b.
B. khoảng cách từ A đến mặt phẳng (¬B1BD) bằng $\frac{{ab}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }}$.
C. khoảng cách từ A đến mặt phẳng (¬B1BD) bằng $\frac{{abc}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }}$.
D. $B{D_1} = \sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} $
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 17.png

$d\left( {AB,C{C_1}} \right) = BC = b \Rightarrow $ Câu A đúng.
$d\left( {A,\left( {{B_1}BD} \right)} \right) = AH;\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{{a^2}}} + \frac{1}{{{b^2}}} = \frac{{{a^2} + {b^2}}}{{{{\left( {ab} \right)}^2}}} \Rightarrow AH = \frac{{ab}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }}$. Câu B đúng.
Suy ra câu C sai.
Suy ra câu D đúng, đường chéo hình chữ nhật bằng $B{D_1} = \sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} $.
Chọn C
Câu 18: Cho hình chóp S.ABCD có mặt đáy là hình thoi tâm O, cạnh a và góc $\widehat {BAD} = {120^ \circ },$ đường cao $SO = a.$ Tính khoảng cách từ điểm O đến mặt phẳng $(SBC)$.
A. $\frac{{a\sqrt {67} }}{{19}}$.
B. $\frac{{a\sqrt {47} }}{{19}}$.
C. $\frac{{a\sqrt {37} }}{{19}}$.
D. $\frac{{a\sqrt {57} }}{{19}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 18.png

Vì hình thoi ABCD có $\widehat {BAD}$ bằng $120^\circ $
Suy ra tam giác ABC đều cạnh a.
Kẻ đường cao $AM$ của tam giác ABC
$ \Rightarrow AM = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
Kẻ $OI \bot BC$ tại I $ \Rightarrow OI = \frac{{AM}}{2} = \frac{{a\sqrt 3 }}{4}$.
Kẻ $OH \bot SI \Rightarrow OH \bot \left( {SBC} \right)$
$ \Rightarrow d\left( {O,\,\left( {SBC} \right)} \right) = OH$
Xét tam giác vuông $SOI$ ta có:
$\frac{1}{{O{H^2}}} = \frac{1}{{S{O^2}}} + \frac{1}{{O{I^2}}} \Rightarrow OH = \frac{{a\sqrt {57} }}{{19}}$.
Chọn ${\bf{D}}$.
Câu 19: Cho hình chóp S.ABCD có mặt đáy ABCD là hình chữ nhật với AB = 3a;AD = 2a. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S lên mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ là điểm H thuộc cạnh AB sao cho $AH = 2HB.$ Góc giữa mặt phẳng $\left( {SCD} \right)$ và mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ bằng ${60^ \circ }.$ Khoảng từ điểm A đến mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt {39} }}{{13}}$.
B. $\frac{{3a\sqrt {39} }}{{13}}$.
C. $\frac{{6a\sqrt {39} }}{{13}}$.
D. $\frac{{6a\sqrt {13} }}{{13}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 19.png

Kẻ $HK \bot CD$
$ \Rightarrow $ góc giữa hai mặt phẳng $\left( {SCD} \right)$ và$\left( {ABCD} \right)$
là $\widehat {SKH} = 60^\circ $
Có $HK = AD = 2a$, $SH = HK.\tan 60^\circ = 2a\sqrt 3 $
Có $BC \bot \left( {SAB} \right)$,
Kẻ $HJ \bot SB$, mà $HJ \bot BC\,$$HJ \bot \left( {SBC} \right)$
$\frac{{d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right)}}{{d\left( {H,\left( {SBC} \right)} \right)}} = \frac{{BA}}{{BH}} = 3$
$d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = 3.d\left( {H,\left( {SBC} \right)} \right) = 3HJ$
Mà $\frac{1}{{H{J^2}}} = \frac{1}{{H{B^2}}} + \frac{1}{{S{H^2}}} = \frac{1}{{{a^2}}} + \frac{1}{{12{a^2}}} = \frac{{13}}{{12{a^2}}}$ $ \Rightarrow HJ = \frac{{2a\sqrt {39} }}{{13}} \Rightarrow d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{{6a\sqrt {39} }}{{13}}$.
Chọn C.
Câu 20: Cho hình chóp S.ABCD có mặt đáy ABCD là hình thoi cạnh a; $\widehat {ABC} = {120^ \circ }$. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S lên mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ là trọng tâm G của tam giác $ABD,$$\widehat {ASC} = {90^ \circ }.$ Khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng $\left( {SBD} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt 3 }}{6}$.
B. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
C. $\frac{{a\sqrt 2 }}{3}$.
D. $\frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 20.png

Xác định khoảng cách:
- Đặc điểm của hình: Có đáy là hình thoi, góc $\widehat {ABC} = {120^ \circ }$ nên tam giác $ABD$ đều cạnh $a;$$AC = a\sqrt 3 ;AG = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}$
Tam giác SAC vuông ở S, có đường cao $SG$ nên $SA = \sqrt {AG.AC} = \sqrt {\frac{{a\sqrt 3 }}{3}.a\sqrt 3 } = a$;$SG = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$
Xét hình chóp $S.ABD$có chân đường cao trùng với tâm của đáy nên $SA = SB = SD = a$.
- Dựng hình chiếu của Alên mặt phẳng $\left( {SBD} \right)$: Kẻ đường cao $AH$ của tam giác $SAO$ với O là tâm của hình thoi.
$\left\{ \begin{array}{l}BD \bot AC\\BD \bot SG\end{array} \right. \Rightarrow BD \bot \left( {SAO} \right) \Rightarrow BD \bot AH$
$\left\{ \begin{array}{l}AH \bot BD\\AH \bot SO\end{array} \right. \Rightarrow AH \bot \left( {SBD} \right)$ . Vậy $d\left( {A,\left( {SBD} \right)} \right) = AH$
- Tính độ dài $AH$
$AH = \frac{{SG.AO}}{{SO}}$
Với $AO = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$; $SG = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$; $SO = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$
$AH = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Cách khác: Nhận xét tứ diện $S.ABD$ có tất cả các cạnh bằng a;Do đó $S.ABD$là tứ diện đều, vậy $AH = SG = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}$.
Chọn D.
Câu 21: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông, SA = a và SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Gọi $M,{\rm{ }}N$ lần lượt là trung điểm các cạnh $AD,{\rm{ }}DC.$ Góc giữa mặt phẳng $\left( {SBM} \right)$ và mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ bằng ${45^ \circ }.$ Khoảng cách từ điểm D đến mặt phẳng $\left( {SBM} \right)$ bằng
A. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
B. $\frac{{a\sqrt 2 }}{3}$.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
D. $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 21.png

+ Đặc điểm của hình: Đáy là hình vuông ABCD nên $AN \bot BM$.
Góc giữa mặt phẳng $\left( {SBM} \right)$ và mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$là góc $\widehat {AIS} = {45^ \circ }$.Vậy tam giác $ASI$ vuông cân tại A.$AI = a$
- Xác định khoảng cách: $d\left( {D,\left( {SBM} \right)} \right) = d\left( {A,\left( {SBM} \right)} \right) = AH$. Với Hlà chân đường cao của tam giác $ASI$.
- Tính $AH$: $\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{S^2}}} + \frac{1}{{A{I^2}}} = \frac{2}{{{a^2}}}$ $ \Rightarrow AH = \frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
Chọn D
Câu 22: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O cạnh a. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S trên mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ là trung điểm H của cạnh $AD,$ góc giữa hai mặt phẳng $\left( {SAC} \right){\rm{ v\`a }}\left( {ABCD} \right)$ bằng ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ H đến mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt {11} }}{{33}}$.
B. $\frac{{a\sqrt {11} }}{{11}}$.
C. $\frac{{a\sqrt {33} }}{{11}}$.
D. $\frac{{2a\sqrt {33} }}{{11}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 22.png

- Đặc điểm của hình: Góc giữa hai mặt phẳng $\left( {SAC} \right){\rm{ v\`a }}\left( {ABCD} \right)$ là $\widehat {SIH} = {60^ \circ }$.
$IH = \frac{{a\sqrt 2 }}{4} \Rightarrow SH = IH.\tan {60^0} = \frac{{a\sqrt 6 }}{4}$
- Xác định khoảng cách: $d\left( {H,\left( {SAC} \right)} \right) = HK$. Với $HK$là đường cao của tam giác $SHM$với Mlà trung điểm BC.
- Tính $HK$.
Xét tam giác vuông $SHM$ có $\frac{1}{{H{K^2}}} = \frac{1}{{H{S^2}}} + \frac{1}{{H{M^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{{\sqrt 6 a}}{4}} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( a \right)}^2}}} = \frac{{11}}{{3{a^2}}}$
$HK = \frac{{\sqrt {33} a}}{{11}}$.
Chọn C
Câu 23: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Hình chiếu vuông góc của S lên mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ trùng với trọng tâm của tam giác $ABD.$ Cạnh bên $SD$ tạo với mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ một góc bằng ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ A tới mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{3a\sqrt {285} }}{{19}}$.
B. $\frac{{a\sqrt {285} }}{{19}}$.
C. $\frac{{a\sqrt {285} }}{{18}}$.
D. $\frac{{5a\sqrt {285} }}{{18}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 23.png

Đặc điểm hình: Góc giữa $SD$ tạo với mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$là $\widehat {SDE} = {60^ \circ }.$$DE = \sqrt {O{D^2} + O{E^2}} = \frac{{2\sqrt 5 a}}{6}$;$SE = DE.\tan {60^0} = \frac{{2\sqrt {15} }}{6}a$
Xác định khoảng cách $d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{3}{2}d\left( {E,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{3}{2}EH$
Tính $EH$: $\frac{1}{{E{H^2}}} = \frac{1}{{E{K^2}}} + \frac{1}{{E{S^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{{2a}}{3}} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {\frac{{2\sqrt {15} a}}{6}} \right)}^2}}} = \frac{{57}}{{20{a^2}}}$
$EH = \frac{{2\sqrt 5 a}}{{\sqrt {57} }}$. Vậy$d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{3}{2}d\left( {E,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{3}{2}EH = \frac{{a\sqrt {285} }}{{19}}$.
Chọn B
Câu 24: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm I với $AB = 2a\sqrt 3 ;BC = 2a$. Biết chân đường cao H hạ từ đỉnh S xuống đáy ABCD trùng với trung điểm đoạn $DI{\rm{ v\`a }}SB$ hợp với mặt phẳng đáy $\left( {ABCD} \right)$ một góc ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ D đến $\left( {SBC} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt {15} }}{5}$.
B. $\frac{{2a\sqrt {15} }}{5}$.
C. $\frac{{4a\sqrt {15} }}{5}$.
D. $\frac{{3a\sqrt {15} }}{5}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 24.png

Đặc điểm của hình: Góc giữa $SB$ tạo với mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$là $\widehat {SBM} = {60^ \circ }.$$BM = \frac{3}{4}BD = 3a$;$SM = BM.\tan {60^0} = 3\sqrt 3 a$
Xác định khoảng cách:
$d\left( {D,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{4}{3}d\left( {M,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{4}{3}MH$
Tính khoảng cách $MH$: $\frac{1}{{M{H^2}}} = \frac{1}{{M{K^2}}} + \frac{1}{{M{S^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{3}{4}.2\sqrt 3 a} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {3\sqrt 3 a} \right)}^2}}} = \frac{5}{{27{a^2}}}$
$MH = \sqrt {\frac{{27}}{5}} a$, vậy $d\left( {D,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{4}{3}d\left( {M,\left( {SBC} \right)} \right) = \frac{4}{3}MH = \frac{{4\sqrt {15} }}{5}a$
Chọn C.
Câu 25: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật, $AB = a,{\rm{ }}AC = 2a,{\rm{ }}SA$ vuông góc với mặt phẳng $\left( {ABCD} \right),{\rm{ }}SC$ tạo với mặt phẳng $\left( {SAB} \right)$ một góc ${30^ \circ }.$ Gọi M là một điểm trên cạnh AB sao cho $BM = 3MA.$ Khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng $\left( {SCM} \right)$ là
A. $\frac{{\sqrt {34} a}}{{51}}$.
B. $\frac{{2\sqrt {34} a}}{{51}}$.
C. $\frac{{3\sqrt {34} a}}{{51}}$.
D. $\frac{{4\sqrt {34} a}}{{51}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 25.png

Đặc điểm của hình: $SC$ tạo với mặt phẳng $\left( {SAB} \right)$góc $\widehat {CSB} = {30^ \circ }.$$BC = \sqrt 3 a$; $SB = BC.\tan {30^0} = a$; $MC = \sqrt {{{\left( {\frac{{3a}}{4}} \right)}^2} + 3{a^2}} = \frac{{\sqrt {57} }}{4}a$; $MA = \frac{a}{4}$;$AC = 2a$ ; $AS = 2\sqrt 2 a$
$AK = \frac{{2{S_{AMC}}}}{{MC}} = \frac{{\sqrt {19} }}{{19}}a$
Xác định khoảng cách: $d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = AH$
Tính $AH$ $\frac{1}{{A{H^2}}} = \frac{1}{{A{K^2}}} + \frac{1}{{A{S^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{{\sqrt {19} }}{{19}}a} \right)}^2}}} + \frac{1}{{{{\left( {2\sqrt 2 a} \right)}^2}}} = \frac{{153}}{{8{a^2}}}$
Vậy $d\left( {A,\left( {SBC} \right)} \right) = AH = \frac{{2\sqrt {34} }}{{51}}$
Chọn $B$.
Câu 26: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Gọi $M,{\rm{ }}N{\rm{ v\`a }}P$ lần lượt là trung điểm của các cạnh $AB,AD{\rm{ v\`a }}DC.$ Gọi H là giao điểm của $CN{\rm{ v\`a }}DM,$ biết $SH$ vuông góc $\left( {ABCD} \right),{\rm{ }}SH = a\sqrt 3 $. Khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $\left( {SBP} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt 2 }}{4}$.
B. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
C. $\frac{{a\sqrt 3 }}{4}$.
D. $\frac{{a\sqrt 2 }}{2}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 26.png

Ta chứng minh : $NC \bot MD$
Thật vậy : $\Delta ADM = \Delta DCM$vì $\widehat A = \widehat D = {90^0};AD = DC;AM = DN$
$ \Rightarrow \widehat {ADM} = \widehat {DCN};$ mà $\widehat {ADM} + \widehat {MDC} = {90^0} \Rightarrow \widehat {MDC} + \widehat {DCN} = {90^0} \Rightarrow NC \bot MD$
Ta có : $BP \bot NC\left( {MD//BP} \right);BP \bot SH \Rightarrow BP \bot \left( {SNC} \right) \Rightarrow \left( {SBP} \right) \bot \left( {SNC} \right)$
Kẻ $HE \bot SF \Rightarrow HE \bot \left( {SBP} \right) \Rightarrow d\left( {H,(SBP)} \right) = d(C,(SBP)) = HE$
Do $D{C^2} = HC.NC \Rightarrow HC = \frac{{D{C^2}}}{{NC}} = \frac{{2a\sqrt 5 }}{5} \Rightarrow HF = \frac{{a\sqrt 5 }}{5}$
Mà $HE = \frac{{SH.HF}}{{SF}} = \frac{{SH.HF}}{{\sqrt {S{H^2} + H{F^2}} }} = \frac{{a\sqrt 3 }}{4}$
Câu 27: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang cân có hai đường chéo $AC,{\rm{ }}BD$ vuông góc với nhau, $AD = 2a\sqrt 2 ;BC = a\sqrt 2 $. Hai mặt phẳng $\left( {SAC} \right){\rm{ v\`a }}\left( {SBD} \right)$ cùng vuông góc với mặt đáy $\left( {ABCD} \right).$ Góc giữa hai mặt phẳng $\left( {SCD} \right){\rm{ v\`a }}\left( {ABCD} \right)$ bằng ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ M là trung điểm đoạn AB đến mặt phẳng $\left( {SCD} \right)$ là
A. $\frac{{a\sqrt {15} }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt {15} }}{{20}}$.
C. $\frac{{3a\sqrt {15} }}{{20}}$.
D. $\frac{{9a\sqrt {15} }}{{20}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 27.png

Do $\left( {SAC} \right) \bot \left( {ABCD} \right),\left( {SBD} \right) \bot \left( {ABCD} \right),\left( {SAC} \right) \cap \left( {SBD} \right) = SO \Rightarrow SO \bot \left( {ABCD} \right)$
Dựng góc giữa $\left( {SCD} \right),(ABCD)$ :
$\left( {SCD} \right) \cap \left( {ABCD} \right) = DC$. Kẻ $OK \bot DC \Rightarrow SK \bot DC \Rightarrow \left( {\widehat {\left( {SCD} \right),\left( {ABCD} \right)}} \right) = \widehat {SKO}$
Kéo dài MO cắt $DC$ tại $E$
Ta có : $\widehat {{A_1}} = \widehat {{D_1}};\widehat {{A_1}} = \widehat {{M_1}};\widehat {{M_1}} = \widehat {{M_2}} = \widehat {{O_1}} \Rightarrow \widehat {{D_1}} = \widehat {{O_1}};\widehat {{O_1}} + \widehat {EOD} = {90^0} \Rightarrow \widehat E = {90^0}$
$ \Rightarrow E \equiv K$
Ta có: $OK = \frac{{2a.a}}{{a\sqrt 5 }};OM = \frac{{AB}}{2} = \frac{{a\sqrt 5 }}{2};MK = \frac{{9a\sqrt 5 }}{{10}}$
$\begin{array}{l}\frac{{d(O,(SCD))}}{{d(M,(SCD))}} = \frac{{OE}}{{ME}} = \frac{9}{4} \Rightarrow d\left( {M,(SCD)} \right)\\ = \frac{9}{4}d\left( {O,(SCD)} \right) = \frac{9}{4}OH\\OS = OK.\tan {60^0} = \frac{{2a\sqrt {15} }}{5}\end{array}$$ \Rightarrow OH = \frac{{OK.OS}}{{\sqrt {O{K^2} + O{S^2}} }} = \frac{{a\sqrt {15} }}{5} \Rightarrow d\left( {M,(SCD)} \right) = \frac{{9a\sqrt {15} }}{{20}}$
Câu 28: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật, mặt bên $SAD$ là tam giác vuông tại $S,$ hình chiếu vuông góc của S lên mặt phẳng $\left( {ABCD} \right)$ là điểm H thuộc cạnh $AD$ sao cho $HA = 3HD.$ Gọi M là trung điểm của cạnh AB. Biết rằng $SA = 2\sqrt 3 a$ và đường thẳng $SC$ tạo với mặt đáy một góc ${30^ \circ }.$ Khoảng cách từ M đến mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{2\sqrt {66} a}}{{11}}$.
B. $\frac{{\sqrt {11} a}}{{66}}$.
C. $\frac{{2\sqrt {66} a}}{{11}}$.
D. $\frac{{\sqrt {66} a}}{{11}}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 28.png

$SC$ có hình chiếu vuông góc lên mp$\left( {ABCD} \right)$ là $HC$ $ \Rightarrow \widehat {SC,\left( {ABCD} \right)} = \widehat {SCH} = {30^0}$
Đặt $AD = 4x_{}^{}\left( {x > 0} \right)$
Ta có : $S{A^2} = AH.AD \Rightarrow 12{a^2} = 12{x^2} \Rightarrow x = a \Rightarrow AD = 4a,AH = 3a,HD = a$
Mà : $SH = \sqrt {S{A^2} - A{H^2}} = a\sqrt 3 \Rightarrow HC = 3a \Rightarrow DC = 2\sqrt 2 a$
Kẻ $HE \bot BC,SH \bot BC \Rightarrow \left( {SHE} \right) \bot \left( {SBC} \right)$
Kẻ $HK \bot SE \Rightarrow HK \bot \left( {SBC} \right) \Rightarrow d\left( {H,SBC} \right) = HK \Rightarrow d\left( {M,(SBC)} \right) = \frac{{HK}}{2}$
$HK = \frac{{SH.EH}}{{\sqrt {S{H^2} + E{H^2}} }} = \frac{{2a\sqrt {66} }}{{11}} \Rightarrow d\left( {M,(SBC)} \right) = \frac{{a\sqrt {66} }}{{11}}$
Câu 29: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm I, $AB = a;BC = a\sqrt 3 $, tam giác SAC vuông tại S. Hình chiếu vuông góc của S xuống mặt phẳng đáy trùng với trung điểm H của đoạn $AI.$ Khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $\left( {SAB} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
B. $\frac{{a\sqrt 3 }}{4}$.
C. $\frac{{3a\sqrt 3 }}{4}$.
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{2}$.
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 29.png

Ta có :$AC = \sqrt {A{B^2} + B{C^2}} = 2a$, mà $\Delta SAC$ vuông tại S $ \Rightarrow SI = \frac{{AB}}{2} = a$
$ \Rightarrow SH = \sqrt {S{I^2} - H{I^2}} = \sqrt {{a^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}$
Kẻ $HK \bot AB;AB \bot SH \Rightarrow AB \bot \left( {KHS} \right) \Rightarrow \left( {SAB} \right) \bot (KHS)$ Mà $\left( {SAB} \right) \cap \left( {KHS} \right) = SK$. Kẻ $HE \bot SK \Rightarrow HE \bot \left( {SAB} \right) \Rightarrow d(H,(SCD)) = HE$
$A = HC \cap \left( {SAB} \right) \Rightarrow \frac{{d\left( {C,\left( {SAB} \right)} \right)}}{{d\left( {H,(SAB)} \right)}} = \frac{{CA}}{{HA}} = 4 \Rightarrow d\left( {C,(SAB)} \right) = 4d(H,(SAB)) = 4HE$
$HE = \frac{{HK.SH}}{{\sqrt {H{K^2} + S{H^2}} }} = \frac{{\frac{{a\sqrt 3 }}{4}.\frac{{a\sqrt 3 }}{2}}}{{\sqrt {\frac{{3{a^2}}}{{16}} + \frac{{3{a^2}}}{4}} }} = \frac{{a\sqrt {15} }}{{10}}$ $ \Rightarrow d\left( {C,(SAB)} \right) = \frac{{2a\sqrt {15} }}{5}$
Câu 30: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a tâm O, hình chiếu vuông góc của S trên $\left( {ABCD} \right)$ là trung điểm của $AO,$ góc giữa $\left( {SCD} \right){\rm{ v\`a }}\left( {ABCD} \right)$ là ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ trọng tâm của tam giác $SAB$ đến mặt phẳng $\left( {SCD} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{2a\sqrt 3 }}{3}$.
B. $\frac{{a\sqrt 2 }}{3}$.
C. $\frac{{2a\sqrt 2 }}{3}$.
D. $\frac{{a\sqrt 3 }}{3}$.
Chọn D
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 30.png

Ta có: $\frac{{HI}}{{AD}} = \frac{{CH}}{{CA}} = \frac{3}{4} \Rightarrow HI = \frac{{3a}}{4}$
$\tan {60^0} = \frac{{SH}}{{HI}} \Rightarrow SH = \frac{{3\sqrt 3 }}{4}a$
$SI = \sqrt {S{H^2} + H{I^2}} = \sqrt {{{\left( {\frac{{3\sqrt 3 a}}{4}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{3a}}{4}} \right)}^2}} = \frac{3}{2}a$
$d\left( {G,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{3}{2}d\left( {J,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{2}{3}d\left( {K,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{2}{3}.\frac{4}{3}.d\left( {H,\left( {SCD} \right)} \right)$
$ = \frac{8}{9}d\left( {H,\left( {SCD} \right)} \right) = \frac{8}{9}HL = \frac{8}{9}.\frac{{SH.HI}}{{SI}} = \frac{8}{9}\frac{{\frac{{3\sqrt 3 }}{4}a.\frac{{3a}}{4}}}{{\frac{{3a}}{2}}} = \frac{{\sqrt 3 }}{3}a$
Câu 31: Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác ABC cân tại $A,{\rm{ }}AB = AC = a,$$\widehat {BAC} = {120^ \circ }$. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S trên mặt phẳng $\left( {ABC} \right)$ trùng với trọng tâm G của tam giác $ABC.$ Cạnh bên $SC$ tạo với mặt phẳng đáy một góc $\alpha $ sao cho $\tan \alpha = \frac{3}{{\sqrt 7 }}$. Khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $\left( {SAB} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{{a\sqrt {13} }}{{13}}$.
B. $\frac{{3a\sqrt {13} }}{{13}}$.
C. $\frac{{5a\sqrt {13} }}{{13}}$.
D. $\frac{{3a}}{{13}}$.
Chọn B
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 31.png

Ta có:
Gọi H là hình chiếu của J lên AB
Gọi G là hình chiếu của G lên AB
Gọi I là hình chiếu của G lên SZ
$BJ = \sqrt {B{A^2} + A{J^2} - 2BA.AJ.cos{{120}^0}} = \frac{{\sqrt 7 }}{2}a$
${S_{\Delta BAJ = }}\frac{1}{2}.AB.AJ.sin{120^0} = \frac{1}{2}JH.AB \Leftrightarrow JH = \frac{{\sqrt 3 a}}{4}$
$\frac{{GZ}}{{JH}} = \frac{{BG}}{{BJ}} = \frac{2}{3} \Rightarrow GZ = \frac{{\sqrt 3 }}{6}a$
$\begin{array}{l}\tan \alpha = \frac{{SG}}{{GC}} \Leftrightarrow \frac{3}{{\sqrt 7 }} = \frac{{SG}}{{BG}} \Leftrightarrow \frac{3}{{\sqrt 7 }} = \frac{{SG}}{{\frac{2}{3}BJ}}\\ \Leftrightarrow SG = \frac{2}{{\sqrt 7 }}.\frac{{\sqrt 7 }}{2}a = a\end{array}$
$\begin{array}{l}d\left( {C,\left( {SAB} \right)} \right) = 3d\left( {G,\left( {SAB} \right)} \right) = 3GI = 3.\frac{{SG.GZ}}{{SZ}}\\ = 3\frac{{SG.GZ}}{{\sqrt {S{G^2} + G{Z^2}} }} = 3.\frac{{a.\frac{{\sqrt 3 }}{6}a}}{{\sqrt {{a^2} + {{\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{6}a} \right)}^2}} }} = \frac{{3\sqrt {13} }}{{13}}a\end{array}$
Câu 32: Cho hình chóp tam giác đều S.ABC có cạnh đáy bằng a, góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng ${60^ \circ }.$ Gọi $M,{\rm{ }}N$ lần lượt là trung điểm của các cạnh $AB,{\rm{ }}BC.$ Khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng $\left( {SMN} \right)$ tính theo a bằng
A. $\frac{a}{7}$.
B. $\frac{{7a}}{3}$.
C. $\frac{{3a}}{7}$.
D. $\frac{a}{3}$.
Chọn A
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 32.png

Ta có:
Trong $\Delta SGC$ vuông tại Gsuy ra $SG = GC\sqrt 3 = \frac{2}{3}\frac{{3a}}{2} = a.$
Gọi $E,F$ lần lượt là hình chiếu của G trên MN và $SE$.
Khi đó $d\left( {C,\left( {SMN} \right)} \right) = 3d\left( {G,\left( {SMN} \right)} \right) = 3GF$
Ta có : $\begin{array}{l}GE = \frac{1}{2}d\left( {G,AC} \right) = \frac{1}{2}.\frac{2}{3}.d\left( {M,AC} \right)\\ = \frac{1}{3}d\left( {M,AC} \right) = \frac{1}{6}d\left( {B,AC} \right) = \frac{{a\sqrt 3 }}{{12}}.\end{array}$
Trong $\Delta SGE$ vuông tại Hsuy ra $GF = \frac{{GE.SG}}{{\sqrt {G{E^2} + S{G^2}} }} = \frac{{\frac{{a\sqrt 3 }}{{12}}.a}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{{12}}} \right)}^2} + {a^2}} }} = \frac{a}{7}$
Câu 33: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác đều cạnh a. Gọi I là trung điểm của cạnh AB. Hình chiếu vuông góc của đỉnh S lên mặt phẳng đáy là trung điểm H của $CI,$ góc giữa đường thẳng SA và mặt đáy bằng ${60^ \circ }.$ Khoảng cách từ điểm H đến mặt phẳng $\left( {SBC} \right)$ là
A. $\frac{{a\sqrt {21} }}{{4\sqrt {29} }}$.
B. $\frac{{a\sqrt {21} }}{{\sqrt {29} }}$.
C. $\frac{{4a\sqrt {21} }}{{\sqrt {29} }}$.
D. $\frac{{a\sqrt {21} }}{{2\sqrt {29} }}$.
Chọn A
Khoảng cách từ một điểm tới mặt phẳng _ 33.png

Ta có: Trong $\Delta ACI$ có trung tuyến $AH$ suy ra$AH = \sqrt {\frac{{2\left( {A{I^2} + A{C^2}} \right) - C{I^2}}}{4}} = \sqrt {\frac{{7{a^2}}}{{16}}} = \frac{{a\sqrt 7 }}{4}.$
Trong $\Delta SHA$ vuông tại Hsuy ra $SH = AH\sqrt 3 = \frac{{a\sqrt {21} }}{4}$
Gọi $E,F$ lần lượt là hình chiếu của H trên BC và $SE$. Khi đó $d\left( {H,\left( {SBC} \right)} \right) = HF$
Ta có : $HE = \frac{1}{2}d\left( {I,BC} \right) = \frac{1}{4}d\left( {A,BC} \right) = \frac{{a\sqrt 3 }}{8}.$
Trong $\Delta SHE$ vuông tại Hsuy ra $HF = \frac{{HE.SH}}{{\sqrt {H{E^2} + S{H^2}} }} = \frac{{\frac{{a\sqrt 3 }}{8}.\frac{{a\sqrt {21} }}{4}}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{8}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{a\sqrt {21} }}{4}} \right)}^2}} }} = \frac{{a\sqrt {21} }}{{4\sqrt {29} }}.$
 
Sửa lần cuối:

Chương 8: Vector trong không gian

Các dạng toán liên quan giữa hai đường thẳng trong không gian Các dạng toán liên quan giữa đường thẳng và mặt phẳng trong không gian Các dạng toán liên quan giữa hai mặt phẳng trong không gian Các dạng toán tính khoảng cách trong không gian