bài toán khoảng cách trong không gian – phạm hồng phong

Tài liệu gồm 14 trang hướng dẫn phương pháp xác định và tính khoảng cách trong không gian và các ví dụ áp dụng có hướng dẫn giải.

A. Tóm tắt lý thuyết

Loại 1. Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng, một đường thẳng

Định nghĩa: Khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng (hoặc đường thẳng) bằng khoảng cách từ điểm đó tới hình chiếu vuông góc của nó lên mặt phẳng (hoặc đường thẳng).

Bài toán cơ bản: Nhiều bài toán tính khoảng cách từ điểm tới mặt phẳng, từ điểm tới đường thẳng có thể quy về bài toán cơ bản sau: Cho hình chóp S.ABC có SA vuông góc với đáy. Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBC) và khoảng cách từ điểm S đến đường thẳng BC.

[ads]

Loại 2. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau. Đường vuông góc chung của hai đường thẳng

Định nghĩa: Cho hai đường thẳng chéo nhau a và b:

+ Đường thẳng d cắt a, b và vuông góc với a, b được gọi là đường vuông góc chung của a và b.

+ Nếu đường vuông góc chung cắt a, b lần lượt tại M, N thì độ dài đoạn thẳng MN được gọi là khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau a và b.

Cách tìm đường vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau

+ Phương pháp tổng quát: Cho hai đường thẳng chéo nhau a, b . Gọi (α) là mặt phẳng chứa b và song song với a, a ‘ là hình chiếu vuông góc của a lên (α). Đặt N = a’ ∩ b, gọi Δ là đường thẳng qua N và vuông góc với (α) ⇒ Δ là đường vuông góc chung của a và b. Đặt M = Δ ∩ a ⇒ khoảng cách giữa a và b là độ dài đường thẳng

MN.

+ Trường hợp đặc biệt: Cho hai đường thẳng chéo nhau và vuông góc với nhau a, b . Gọi (α) là mặt phẳng chứa b và vuông góc với a. Đặt M = a ∩ (α). Gọi N là chân đường vuông góc hạ từ M xuống b ⇒ MN là đường vuông góc chung của a, b và khoảng cách giữa a, b là độ dài đoạn thẳng MN.

Nhận xét: Cho hai đường thẳng chéo nhau a và b. Các nhận xét nhau đây cho ta cách khác để tính khoảng cách giữa a và b ngoài cách dựng đường vuông góc chung:

+ Nếu (α) là mặt phẳng chứa a và song song với b thì khoảng cách giữa hai đường thẳng bằng khoảng cách giữa b và (α).

+ Nếu (α), (β) là các mặt phẳng song song với nhau, lần lượt chứa a, b thì khoảng cách giữa hai đường thẳng bằng khoảng cách giữa (α) và (β)

B. Một số ví dụ

C. Bài tập