Câu hỏi: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, mặt bên SAB là tam giác đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đáy. Khoảng cách từ D đến mặt phẳng (SAC) bằng
A. $\dfrac{a\sqrt{21}}{14}$
B. $\dfrac{a\sqrt{21}}{28}$
C. $\dfrac{a\sqrt{2}}{2}$
D. $\dfrac{a\sqrt{21}}{7}$
Gọi $O=AC\cap BD$ và G là trọng tâm tam giác ABD, I là trung điểm của AB ta có SI ABCD và
$\dfrac{d\left( D;\left( SAC \right) \right)}{d\left( I;\left( SAC \right) \right)}=\dfrac{DG}{IG}=2\Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)$
Gọi K là trung điểm của AO, H là hình chiếu của I lên SK ta có $IK\bot AC;IH\bot SAC$
$\Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)=2.IH$
Xét tam giác SIK vuông tại I ta có:
$\begin{aligned}
& SI=\dfrac{a\sqrt{3}}{2};IK=\dfrac{BO}{2}=\dfrac{a\sqrt{2}}{4} \\
& \dfrac{1}{I{{H}^{2}}}=\dfrac{1}{S{{I}^{2}}}+\dfrac{1}{I{{K}^{2}}}=\dfrac{4}{3{{a}^{2}}}+\dfrac{16}{2{{a}^{2}}}=\dfrac{28}{3{{a}^{2}}}\Rightarrow IH=\dfrac{a\sqrt{3}}{2\sqrt{7}} \\
& \Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)=2.IH=\dfrac{a\sqrt{21}}{7} \\
\end{aligned}$
A. $\dfrac{a\sqrt{21}}{14}$
B. $\dfrac{a\sqrt{21}}{28}$
C. $\dfrac{a\sqrt{2}}{2}$
D. $\dfrac{a\sqrt{21}}{7}$
Gọi $O=AC\cap BD$ và G là trọng tâm tam giác ABD, I là trung điểm của AB ta có SI ABCD và
$\dfrac{d\left( D;\left( SAC \right) \right)}{d\left( I;\left( SAC \right) \right)}=\dfrac{DG}{IG}=2\Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)$
Gọi K là trung điểm của AO, H là hình chiếu của I lên SK ta có $IK\bot AC;IH\bot SAC$
$\Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)=2.IH$
Xét tam giác SIK vuông tại I ta có:
$\begin{aligned}
& SI=\dfrac{a\sqrt{3}}{2};IK=\dfrac{BO}{2}=\dfrac{a\sqrt{2}}{4} \\
& \dfrac{1}{I{{H}^{2}}}=\dfrac{1}{S{{I}^{2}}}+\dfrac{1}{I{{K}^{2}}}=\dfrac{4}{3{{a}^{2}}}+\dfrac{16}{2{{a}^{2}}}=\dfrac{28}{3{{a}^{2}}}\Rightarrow IH=\dfrac{a\sqrt{3}}{2\sqrt{7}} \\
& \Rightarrow d\left( D;\left( SAC \right) \right)=2.d\left( I;\left( SAC \right) \right)=2.IH=\dfrac{a\sqrt{21}}{7} \\
\end{aligned}$
Đáp án D.