HƯỚNG DẪN GIẢI.
Bi 1
1. (Bạn đọc tự vẽ hình)
Ta có SAB SAC � AB AC . Đặt AB AC x .
Áp dụng định lí côsin trong tam giác ABC ta có :
� 1�
BC 2 AB 2 AC 2 2AB.AC.cos1200 � a2 x2 x2 2.x.x. �
�
� 2�
a
� x
3
Mặt khác: S ABC
1
1 a a
a2 3
�
AB.AC.sin BAC
.
sin 1200
.
2
2 3 3
24
a2
a2
2
a
3
3
SA
SB 2 AB 2
�V
1
1 a2 3
2 a3 2
.
SA.S ABC
a
3
3 24
3
72
2. . (Bạn đọc tự vẽ hình)
Gọi H là trung điểm của AC thì SH AC � SH ABC . Đặt
SH h
2
2
Ta có SC 2 HS 2 HC 2 h2 a , SB2 HS 2 HB 2 h2 3a
4
2
2
2
4
0
Mà SC BS BC 2BS.BC cos 60
a2
3a2
3a2 1
3.
� h2
h2
a2 2a h2
. � ha
4
4
4 2
2
a2 3
1
3 a2 3 a3 2
.
� VS.ABC .a .
4
3
2 4
8
�
�
(SAD), ( ABCD) 600
3. Kẻ HK AD � SKH
Ta có SABC
243
Ta có: HK
1
a
CD
4
4
� SH HK tan 600
a 3
,
4
S ABCD a2
1
a3 3
SH .S ABCD
3
12
Do AB / /(SCD)
� d AB, SC d( A, (SCD))
VSABCD
4
d H , (SCD)
3
3
3
AD a
4
4
1
1
1
64
3a
� HE
Trong tam giác SHF ta có:
.
2
2
2
2
4
HE
HS
HF
9a
Vẽ HF CD, HE SF � HE d(H , (SCD)) , HF
4. (Bạn đọc tự vẽ hình)
Ta có SO (SAC) �(SBD) . Do hai mặt phẳng (SAC ) và (SBD) cùng
vuông góc với mặt phẳng ABCD nên suy ra SO ( ABCD) .
Kẻ OE AB, OK SE � OK d O, (SAB) a 3
Vì
1
OE
2
1
2
1
2
4
2
�
1
2
1
2
4
1
2
OA
OB
3a
SO
OK
OE
3
1
S ABCD AC.DB 2a2 3 . Vậy VS. ABCD a 3 .
2
3
4
2
a
� SO
a
2
5. (Bạn đọc tự vẽ hình)
Gọi H , K lần lượt là hình chiếu của A .
Ta có: BC (SAB) � AK (SBC ) � AK SB � SB ( AHK )
�
AHK (SAB), (SBC ) 600 .
Do đó �
Trong tam giác vuông AKH ta có: AK sin 600 3 � AK 3 AH
AH
2
2
Suy ra
1
AK 2
244
4
3AH 2
�
1
SA 2
1
AC 2
4� 1
1 �
1
2
a 2
�
� SA
� 2
�
3 �SA
2
AB2 � SA 2 a2
BC
AB 2 AC 2 a 3 � SABC
1
a2 3
.
CA.CB
2
2
3
Vậy VS.ABC a 6
12
6. Gọi H là hình chiếu của S lên BC ; E , F lần lượt là hình
chiếu của H lên AB, AC suy ra
SH ( ABC ) và HE HF nên AH
�
là phân giác của góc BAC
AB
BC
BH
AB
1
1
HF
HC
CH
AC
AB.AC
2a
� HF
AB AC
3
Ta có:
Suy ra SH HF .tan 600 2a 3 ,
3
SABC
1
AB.AC a2
2
3
Vậy VS.ABC 2a 3 .
9
7. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
Ta có BA BC nên tam giác ABC vuông cân tại B.
BC BA,BC AS
Vì
nên
BC (SAB) � BC AB �
,
AB �
SB � AB �
(SBC) � AB �
SC.
B ��
C SC � SC (AB ��
C ).
Thể tích khối chóp S.AB ��
C
là:
1
1
V SC�
.SAB��
SC�
.AB �
.B ��
C.
C
3
6
Ta có: SC SA 2 AC2 SA 2 BC2 BA 2 a 3.
SA 2
a
.
SC
3
1
a 2
Tam giác SAB vuông cân tại A nên AB �
SB �
SB
.
2
2
a2
a 6
2
2
Suy ra B ��
C 2 SB �
SC�
� B ��
C
.
6
6
Tam giác SAC�vuông tại A, đường cao AC�nên SC�
245
1
1 a 3 a 2 a 6 a3
SC�
.AB �
.B ��
C .
.
.
.
6
6 3
2
6
36
�
8. Vì hình chiếu của S lên mặt phẳng (ABC) là điểm A nên SBA.
Mặt
khác, SA BC, AD BC (tam giác ABC cân tại A ) nên BC (SAD) do đó
S
�
BSD.
Từ các tam giác vuông SAB,SDB
ta có AB SB.cos ,BD SB.sin .
Mà AB 2 AD2 DB 2 nên
SB 2.cos2 SB 2.sin2 a2
a
� SB
.
2
cos sin2
Vậy thể tích cần tìm là V
C
A
D
Do đó BD
asin
asin
,SA SB.sin
.
cos2 sin2
cos2 sin2 B
1
1
Thể tích khối chóp là: V SA.SABC SA.AD.BC,
3
6
3
1
a sin .sin
.
hay V .SA.AD.BD
3
3(cos2 sin2 )
S
9. Gọi H là hình chiếu của S lên mặt phẳng (ABC), ta có SA,SB,SC lần lượt
tạo với đáy các góc SAH,SBH, SCH nên các tam giác SAH, ABH, SCH
bằng nhau nên HA HB HC, hay H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác
ABC.
Gọi M là trung điểm của BC thì H �AM.
Theo định lý hàm số sin cho tam giác ABC có
BC
a
a
2R 2HA � HA
� SH HA.tan
.tan .
sin A
sin
sin
a
Mặt khác, tam giác ABC cân tại A nên AB BM.cot .cot , do đó diện
2 2
2
C
A
2
1
a
tích đáy là SABC AM.BC
.cot .
H
2
4
2
M
3
1
a tan
V SH.SABC
.
Thể tích của khối chóp cần tìm là
3
48sin2
2
B
10. Ta có: MN / / AD; BC SA và BC AB � BC (SAB)
246
� BC BM � BCMN là hình
thang vuông tại B và M .
SA AB tan 600 a 3,
MN
SM
2
4a
� MN
,
AD
SA
3
3
2a
BM AB 2 AM 2
3
BCMN
Diện tích hình thang
:
S
BC MN
10a2
BM
2
3 3
Hạ SH BM � SH (BCMN ) � SH là đường cao của khối chóp
S.BCMN .
Do MH S : MAB nên suy ra:
MH .MB MS.MA � MH
MS.MA a 3
MB
3
� BH BM MH a 3 � SH SB 2 BH 2 4a2 3a2 a
Vậy VS.BCMN
1
1 10a2
10 3a3
S.SH .
.a
.
3
3 3 3
27
Bi 2
AB BC CA
1. Gọi p là nửa chu vi tam giác ABC: p
9a
2
Nên diện tích tam giác ABC là:
SABC
p( p AB)( p BC )( p AC ) 9a.4a.3a.2a 6a2 6
247
Kẻ đường cao AK của tam giác
ABC và đường cao AH của tam
giác SAK
Ta có: AH (SBC )
� AH d( A,(SBC ))
AK
2a 6
,
3
2SABC
2a 6
BC
Trong tam giác vuông SAK ,
1
1
1
ta có:
2
2
AH
SA
AK 2
�
1
SA 2
1
1
9
1
1
AH 2 AK 2 24a2 24a2 3a2
1
Vậy VS. ABCD .a 3.6a2 6 6a3 2 .
3
2. Gọi O là tâm của đáy, I là trung điểm BC
� SA a 3
�
� O (SBC ), ( ABC ) 600
a) Ta có BC (SI O) � SI
IO
1
a 3
AI
3
6
� SO I O tan 600
a
,
2
a2 3
4
1
Vậy VSABC SO.SABC
3
SABC
1 a a2 3 a3 3
. .
3 2
4
24
b) Gọi E , F , P lần lượt là trung điểm của AB, BS, SM , ta có:
�
SA, BM EF , PF � EF
�
F P . Đặt AB x
2
2
2
2
2
Ta có: EF a, BM 2 2(BS BC ) SC x 2a , F P BM
4
248
2
2
�3x2
�
2�
SA 2 AE 2 � SC 2
�4
�
2(EC 2 ES 2) SC 2
4a2 x2
�
EM 2
�
4
4
4
2(SE 2 EM 2 ) SM 2 9a2
4
16
Tam giác EF P vuông tại F nên
EP 2
EP 2 EF 2 FP 2 � x2 8a2 � x 2a 2
AO
2
x 3
AI
� SO
3
3
SA 2 AO2
4a2
8a2 2a 3
3
3
2
3
Vậy VSABC 1 SO.SABC 2a 3 x 3 4a .
3
9
4
3
3. Vẽ ME / / SA � ME ( ABCD) , do đó DM BN � DE BN .
Đặt AN xAD
uuuu
r uuur uuuu
r
uuuu
r 1 uuur
DE DA AE AD AB ;
uuuu
r
uuur uuuur
uuur 3 uuuu
r
BN AB AN AB xAD
uuuu
r uuur uuur
uuuu
r
BN DE � 3AD AB AB xAD 0
uuur uuuu
r
� 3xAD2 AB 2 (3 x) AB.AD 0
Ta có tam giác ABD đều nên:
uuur uuuu
r
a2
�
AB.AD AB.AD.cos BAD
a.a.cos 600
2
2
Nên ta có: 3xa2 a2 a (3 x) 0 � x 2 � AN 2 AD 2a
2
5
5
5
2
Ta có: ME 2 SA 2a 3 , SABN 1 AB.AN .sin 600 a
3
3
3
10
2
2
Suy ra SBND SABC SABN 3a
3
20
2
3
Vậy VBDMN 1 ME .SBND 1 2a 3 . 3a 3 a .
3
3
3
20
10
4. Gọi I là hình chiếu vuông góc của S trên ABCD , tương tự như ví dụ
trên ta cũng có I là tâm đường tròn nội tiếp hình thang ABCD .
249
Vì tứ giác ABCD ngoại tiếp
nên
AB DC AD BC 5a
Diện tích hình thang ABCD
1
là S AB DC AD
2
1
.5a.2a 5a2
2
Gọi p là nửa chu vi và r là
bán kính đường tròn nội tiếp
của hình thang
ABCD thì p
AB DC AD BC 10a
5a ,
2
2
S 5a2
a � IK r a.
p
5a
Tam giác SAD đều và có cạnh 2a nên
S pr � r
SK a 3 � SI
SK 2 I K 2 a 2
3
Vậy V 1 SI .S ABCD 1 a 2.5a2 5 2a .
3
3
3
AM
1 BA
5. Ta có
nên hai tam giác ABM và BCA đồng dạng
AB
S
2 BC
�
�
� ABM BCA
�
� BCA
� BAC
� 900
� ABM
BAC
� B 900 � MB AC
� AI
Mặt khác, SA vuông góc với đáy nên
SA BM, do đó BM (SAC) suy ra
(SBM ) (SAC).
Vì N là trung điểm của SC, nên gọi
H là trung điểm của AC thì NH là
A
đường trung bình của tam giác SAC.
SA a
, NH //SA nên NH (ABCD).
Ta có NH
2
2
B
1
Thể tích khối chóp ABI N là VNAI B NH.SABI .
3
250
N
M
I
D
H
C
1
1
1
a 3
� AI
2
2
2
3
AI
AB
AM
2
a 6
1
a 2
BI AB 2 AI 2
� SABI I A.I B
.
6
2
6
1 a a2 2 a3 2
Vậy thể tích khối chóp ABI N là VNAI B . .
.
3 2 6
36
6. Hình chiếu của SC lên mặt đáy
� 450. Mặt khác
S
là AC nên SCA
� 300.
CB (SAB) nên CSB
Trong
tam
giác
AMB
ta
có
và
� 300
Tam giác vuông SBC có CSB
1
nên BC SC.
A
2
B
� 450
Tam giác vuông SAC có SAC
2
nên SA AC
SC.
D
C
2
Từ tam giác vuông ABD ta có BA 2 BC2 AC2 nên SC 2a, suy ra BC a
và SA a 2.
a3 2
Thể tích của khối chóp S.ABCD là V
.
3
7. Dễ dàng tính được AN DM a 2,
mà AD 2a nên tam giác AND vuông tại N.
S
Theo định lí ba đường vuông góc thì
DN MN, suy ra
M
DN
3
�
tan DMN
MN
3
Ta được MN a 6 nên từ tam giác vuông
E A
AMN thì AM 2a � SA 4a.
Gọi F AB �DN thì B là trung
điểm AF � E là trọng tâm tam
B
C
N
giác
nên
SAF
1
4
d(E,(ABC)) SA a.
F
3
3
1
4
1
2
VM.AFD MA.SADF a3,VE.BFN d(E,(ABC)).SBFN a3
3
3
3
9
10 3
a.
Thể tích khối đa diện ADM.BNE là VADM.BNE VM.AFD VE.BFN
9
8
Mà VS.ABND 2a3, nên VS.DMEN VS.ABND VADM.BNE a3.
9
251
D
8. a) Tính VS.A BCD .
Gọi O là giao điểm của AC và BD ,
theo tính chất của hình chóp đều ta có
SO ABCD .
Trong tam giác vuông SOC ,
S
2
�a 2 � a2
SO SC OC a �
�
�2 � 2
�
�
a 2
� SO
.
2
Thể tích của khối chóp S.ABCD .
2
2
2
2
1
1 a 2 a3 2
V SABCD .SO a2.
.
3
3
2
6
H
I
O
B
C
Tính diện tích toàn phần của hình chóp S.ABCD : Stp 4SSBC SA BCD
a 3
Vì tam giác SBC có các cạnh đều bằng a nên là tam giác đều suy ra SSBC
4
� Stp a2 3 a2 a2
31 .
Tính diện tích hai mặt chéo SAC và SBD .
Hai mặt chéo SAC và SBD bằng nhau:
1
1
a 2 a2
AC.SO a 2.
.
2
2
2
2
b) . Tính d A , SCD .
SSAC
3
Cách 1. Ta có VS.A CD 1 VS.ABCD a 2 .
2
12
1
Mặt khác VSA CD SSCD .d A , SCD
3
a3 2
3V
a 6
� d A , SCD SACD 4
.
2
SSCD
6
a 3
2
Cách 2. Gọi I là trung điểm của CD , dựng OH SI H �SI , ta có
�
CD OI
� CD SOI � CD OH.
�
CD SO
�
�
OH SI
� OH SCD � OH d O, SCD
�
OH CD
�
252
D
A
a 2 a
.
SO.OI
2
2 a 6.
OH.SI
SO.OI
�
OH
Trong tam giác vuông SOI ,
SI
6
a 3
2
d A , SCD
CA
AO � SCD C �
2
CO
d O, SCD
� d A , SCD 2d O, SCD 2OH
a 6
.
3
9. a) .Tính VS.A BCD .
Gọi O là giao điểm của AC và BD ,
ta có SO ABCD .
S
� hình chiếu vuông góc của SC
lên mặt phẳng ABCD là OC �
I
SC, ABCD SC,OC �SCO 600.
F
Trong tam giác vuông SOC ,
K
a 2
a 6
SO OC tan 60
. 3
.
2
2
0
1
a3 6
� VS.ABCD SABCD .SO
.
3
6
E
D
C
O
A
B
b) .Tính diện tích thiết diện .
Gọi I là trung điểm của cạnh SC , K là giao điểm của AI và SO .
Qua O dựng đường thẳng song song với BD , cắt các cạnh SB,SD lần lượt tại
E,F . Nối AE,AF .
Tam giác cân SAC có �
SCA 600 nên là tam giác đều , suy ra AF SC.
�BD AC
� BD SAC � BD SC � EF SC do EF P BD .
�
�BD SO
�
EF SC
�
AEIF
�
AI SC
�
SC
AEIF P .
� Thiết diện của P và hình chóp S.ABCD là tứ giác AEIF .
�
EF P BD
1
�
� EF SAC � EF AI � SAEIF AI.EF
�
2
�BD SAC
AI
AC 3 a 2 3 a 6
.
2
2
2
253
Trong tam giác SAC , K là giao điểm của hai đường trung tuyến SO và AI nên
K là trọng tâm của tam giác này
EF SK 2
2
2a 2
1 2a 2 a 6 a2 3
� EF BD
� SAEIF
.
.
BD SO 3
3
2
2 3
2
3
10. a) Điều kiện của h để C’ thuộc cạnh SC .
�
P SC � A C' SC , C’ là
S
chân đường cao của tam giác
SAC , suy ra C’ thuộc cạnh SC
khi và chỉ khi �
ASC là góc nhọn.
Gọi O là tâm của hình vuông
ABCD , ta có O là trung điểm
của AC , SO h và tam giác
SAC cân tại S , suy ra
1
�
OSC �
ASC
2
do đó �
A SC là góc nhọn
D'
C'
K
B'
D
A
O
B
C
a 2
OC
�
��
OSC 450 � tanOSC
1 hay 2
a 2
1� h
.
SO
h
2
b) Tính VS.A ’B’C’D’ .
Trong tam giác vuông SOC ,
2
�a 2 �
a2
a2
.
SC SO OC h �
� SC h2
� h2
�2 �
2
2
�
�
�BD AC
� BD SAC � BD SC � BD P P do P SC
�
�BD SO
2
2
2
2
�
�BD � SBD
� B'D' P BD
�
P P BD , P � SBD B'D'
�
1
.
AC'.B'D'
2
AC'.SC SO.AC
� B'D' SAC � B'D' AC' � SAB'C 'D'
Trong tam giác SAC : 2SSA C
� AC'
254
SO.AC
SC
h.a 2
h2
a2
2
2ah
2h2 a2 .
2
�
a2 � 2ah
Trong tam giác vuông SAC’ , SC' SA AC' h
�
�
2 � 2h2 a2 �
�
�
2
2
2
2 2
2h a
4a h
2
2h2 a2
2
2
2
2h a � SC' 2h a .
2 2h a
2 2h a
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Gọi K B'D'�AC' , khi đó S,K ,O là ba điểm chung của hai mặt phẳng SAC
và SBD nên chúng thẳng hàng.
B'D' SK
BD.SK
� B'D'
.
BD
SO
SO
Hai tam giác vuông SKC’ và SOC có góc nhọn S chung nên chúng đồng dạng
,suy ra
Trong tam giác SBD,B’D’ P BD �
2h2 a2
2 2h2 a2
SK SC
SC'.SC
� SK
SC' SO
SO
� B'D'
a 2.
2
2h2 a2
2
.
h
2
2h2 a2
.
2h
2h a
a 2 2h2 a2
2h
.
h
2h2
a 2 2h2 a2
a2 2 2h2 a2
1
2ah
Suy ra SA B'C 'D'
.
.
2
2
2 2h2 a2
2h2
2h 2h a
Suy ra thể tích khối chóp S.AB’C’D’ .
2
2
2
1 a 2 2h a
1
V SA B'C 'D'.SC'
3
3 2h 2h2 a2
.
2
2
2h a
2
2
2 2h a
2
2
2
1 a 2h a
.
6 h 2h2 a2
2
.
c) Chứng minh tam giác B’C’D’ có góc tù .
Vì O là trung điểm của BD nên K là trung điểm của B’D’ .
Mặt khác B’D’ AC’ � Tam giác B’C’D’ cân tại C’ .
KC' SK
Hai tam giác SC’K và SOC đồng dạng suy ra
OC SC
KD' SK
B’D’ P BD �
OD SO
KC'
�
1��
KD'C' 450 .
Vì OD OC,SC SO nên KC’ KD’ � tanKD'C'
KD'
Tam giác B’C’D’ cân tại C’ , �
B'D'C' 450 ��
B'C'D' 900 ��
B'C'D' là góc tù.
Bi 3
255
1. Gọi O là tâm của đáy, ta có SO ( ABCD) suy ra :
1
VS. ABCD SO.S ABCD .
3
a) Gọi M là trung điểm CD , ta có: CD (SMO)
�
Do đó góc SMO
là góc giữa mặt
�
bên với mặt đáy, nên SMO
600
Đặt AB 2x � MO x,
OC x 2
Trong các tam giác vuông
SOC, SOM ta có:
SO2 SC 2 OC 2 5a2 2x2;
SO OM .tan 600 x 3
Nên ta có phương trình : 5a2 2x2 3x2 � x a
1
4 3 3 4 3 3
x 3.(2x)2
x
a .
3
3
3
�
b) Gọi K là hình chiếu của O lên AM, ta có OK (SCD) nên OSK
là
�
góc giữa đường cao SO với mặt bên nên OSK
450 . Gọi N là trung điểm
Vậy VS. ABCD
AB.
AB / /(SCD) � d( AB, SC) d( AB,(SCD)) d(N ,(SCD)) NH 2a
1
NH a
2
Các tam giác SKO, SOM là các tam giác vuông cân nên ta có
Trong đó HN / / OK � OK
SO OK 2 a 2, OM SO a 2
1
a 2 2a 2
3
2. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
Vậy VS. ABCD
2
8a3 2
.
3
a) Gọi M là trung điểm CD.
�
SM CD,SH CD � CD (SHM ) � SHM
� SH x tan ,HM x
Tam giác HCD vuông cân tại H
� CD 2x,HC HD 2x.
256
Xét tam giác vuông
SC2 SH 2 HC2 nên
SHC
� b2 x2 tan2 2x2 � x
ta
có
b
2 tan2
.
Thể
tích
của
khối
chóp
4
b3 tan
1
1
4 3
2
V
.
V SH.S ABCD x tan .(2x) x tan , hay
3 (2 tan2 )3
3
3
3
b) Diện tích đáy của khối chóp SABCD a2.
Gọi I là trung điểm của SH, hạ IK SM thì I K (SCD) � I K k.
SI
IK
,
Đặt SH h. Tam giác SI K và tam giác SMH đồng dạng nên
SM HM
h a
a2
2ak
. k. h2
�h
.
2
2 2
4
a 16k 2
2a3k
.
Thể tích khối chóp là V
3 a2 16k2
3. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
Gọi E là trung điểm của BC và F là hình chiếu vuông góc của E lên SA thì
a 2
.
EF là đoạn vuông góc chung của SA và BC � EF d BC,SA
2
Gọi O là trọng tâm của tam giác ABC . Hai tam giác vuông SOA và EFA đồng
dạng, suy ra
a 3 a 2
a 6
.
SO OA
OA.EF
a 6
3
2
6
� SO
.
2
2
EF FA
FA
3
AE2 EF2
�a 3 � �a 2 �
�
�
�2 �
� �
�
�
�
� �2 �
Do đó ta có: SI.HM I K .SM �
1
1 a2 3 a 6 a3 2
� VS.ABC SABC .SO .
.
.
3
3 4
3
12
4. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
a) Tam giác SCD vuông tại S � SP CD , mà MN P CD � SP MN .
b) Gọi E là trung điểm của AB , ta có SE AB .
a2 7a2
a 7
Trong tam giác vuông SEA , SE2 SA 2 EA 2 2a2
.
� SE
4
4
2
MN là đường trung bình trong tam giác SAB
1
a
1
a 7
.
� MN AB , d A ,MN SE
2
2
2
4
1
1 a a 7 a2 7
� SA MN MN.d A ,MN . .
.
2
2 2 4
16
257
Dựng OH SE thì OH SAB (do OH SE,OH AB ) � OH d O, SAB
2
�a 2 � 3a2
Trong tam giác vuông SOA , SO SA OA 2a � �
.
�2 � 2
�
�
1
1
1
2
4
14
Trong tam giác vuông SOE ,
2
2
2
2
2
OH
SO
OE
3a
a
3a2
2
� OH
a 3
2
2
2
a 42
14
14
d P, SAB
EP
a 42
2 � d P, SAB 2d O, SAB
.
EO
7
d O, SAB
Thể tích khối tứ diện AMNP :
1
1 a2 7 a 42 a3 6
V SAMN .d P, SAB .
.
.
3
3 16
7
48
5. a) Xác định các góc , .
�
SA SAB � SAC
�
� SA ABC .
�
SAB ABC , SAC ABC
�
� hcSB /(A BC) AB � SB, ABC SB,AB �
SBA .
Tam giác ABC cân tại A có AD là trung tuyến � BD AD .
�BD AD
� BD SAD
�
�BD SA
� hcSB /
SD � SB, SAD SB,SD �
BSD .
SAD
b) Chứng minh
SB2 SA 2 AD2 BD2.
Trong tam giác vuông SAB ,
SB2 SA 2 AB2 .
Trong tam giác vuông ADB ,
AB2 AD 2 BD 2 .
Suy ra SB2 SA 2 AD 2 BD 2 (*).
1
1
c) V SABC .SA AD.BC.SA
3
6
Trong tam giác vuông
S
C
A
a
SAB,SA SBsin
Trong tam giác vuông SDB (vuông tại D ) , BD SBsin .
Thay SA ,BD vào (*) ta được
258
D
B
SB2 SB2 sin2 a2 SB2 sin2 � SB2 1 sin2 sin2 a2
� SB2 cos2 sin2 a2 � SB2
2
a
2
cos sin2
1
1
1
a2
� V a.2SBsin .SBsin a.SB2 sin .sin a.
.sin .sin .
6
3
3 cos2 sin2
a3 sin .sin
3 cos2 sin2
.
1 cos2 1 cos2 1
cos2 cos2
2
2
2
2 2
2 2
cos
cos
cos cos .
2
2
Lại có cos2 sin2
�V
a3 sin .sin
3 cos2 sin2
2
6. a) Chứng minh SC
a3 sin sin
.
3cos cos (đpcm).
a2
cos2 sin2
Hình chiếu vuông góc của
SC lên ABCD là AC nên
SC, ABCD �
SCA .
S
�BC SA
� BC SAB �
�
�BC AB
hình chiếu vuông góc của
SC lên SAB là SB
� SC, SAB �
BSC .
D
A
Xét tam giác vuông
B
C
SA C ,cos
AC
AC 2
� cos2
.
SC
SC 2
Xét tam giác vuông SBC (vuông tại B ), sin
Suy ra cos2 sin2
AC 2 BC 2
SC 2
AB2
SC 2
BC
BC 2
.
� sin2
SC
SC 2
a2
SC 2
259
� SC 2
a2
cos2 sin2
. (đpcm).
b) VSA BCD
VSA BCD
1
1
1
1
SA BCD .SA AB.BC.SA a.SC sin .SC sin a2SC 2 sin sin
3
3
3
3
1 a3 sin .sin
.
3 cos2 sin2
7. a).Tính Sxq của hình chóp .
S
a
D
F
C
O
A
B
E
�
SA SAB � SAD
�
�
SAB ABCD � SA ABCD
�
�
SAD ABCD
�
Gọi E,F lần lượt là hình chiếu vuông góc của A lên BC,CD , ta có
�BC AE
� BC SAE � BC SE.
�
�BC SA
�BC SBC � ABCD
�
�
AE � ABCD , AE BC � SBC , ABCD SE,AE �
SEA
�
�
SE � SBC , SE BC
�
SFA .
Tương tự SCD , ABCD �
Trong hai tam giác vuông SA E,SAF , SE SF
260
SA
a
.
sin sin
AE AF SA cot acot .
Trong tam giác vuông AEB , AB
AE
acot
.
�
sinABE sin
2
�acot �
a2 cot2
Ta có SA BCD AB.AD.sin AB2 sin �
sin
.
�
sin
�sin �
SSA D SSAB
1
1 a2 cot
SA.AB .
,
2
2 sin
1
1 a
a2 cot
BC.SE .
.
2
2 sin 2sin .sin
Suy ta diện tích xung quanh của hình chóp S.ABCD .
SSCD SSBC
Sxq 2 SSBC SSAB
a2 cot �
1 �
1
�
�
sin � sin �
b). Tính VS.A BCD .
1
a3 cot2
VS.A BCD SABCD .SA
.
3
3sin
c). Chứng tỏ rằng : sin
cot .sin
2
.
sin2 cot2 .
Gọi O AC I BD thì theo tính chất của hình thoi , BD AC , O là trung điểm
của AC và BD .
�BD AC
� BD SAC � SBD SAC
Ta có �
�BD SA
�
SBD � SAC SO
�
�
� hcSB / SAC SO � SB, SAC SB,SO �
BSO .
SBD SAC
�
�
SB � SBD
�
OB
(*) .
Trong tam giác vuông SOB ,sin
SB
OA là đường phân giác của �
DAB ��
OAB .
2
acot
acot
OB ABsin
.sin
.
Trong tam giác vuông AOB ,
2 sin
2
2cos
2
Trong tam giác vuông SAB ,
2
acot � 2 � cot2 �
2
2
2
2 �
SB SA AB a �
1
�
� a �
� sin2 �
�sin �
�
�
261
� cot2 � a
� SB a �
1
sin2 cot2 .
�
� sin2 � sin
�
�
acot
.
2cos
cot.sin
Từ (*)
2
2 .
� sin
a
2
2
2
sin cot2
sin cot
sin
Bi 4 Gọi M,N lần lượt là trung điểm của BC,BA. H AM �CN.
1
a2 3
a.a.sin 600
.
2
4
2
a 3
Vì H cũng là trọng tâm của tam giác ABC nên HA AM
.
3
3
a2
1
�h
3b2 a2 .
Do đó SH 2 SA 2 AH 2 b2
3
3
1. Diện tích đáy của khối chóp S.ABC là SABC
2
2
2
Thể tích của khối chóp là V 1 SH.S ABC a 3b a .
3
12
a2 3
2. Diện tích đáy SABC
.
S
4
Vì SH BC,AM BC nên BC (SAM ), do
đó góc giữa mặt (SBC) và mặt đáy là góc giữa
�
hai đường thẳng MA,MS. Do SHM
900 nên
�
�
(MA,MS)
SMA.
1
a 3
AM
,
3
6
a 3
nên SH HM.tan
tan .
6
a3 tan
Thể tích khối chóp là V
.
8
Ta có HM
C
A
H
N
M
B
x
3. Đặt AB x. Xét tam giác vuông SAN ta có SN AN.cot .cot .
2 2
2
2
2
2
Trong tam giác vuông SHN : SN SH HN , nên
2
�x 3 �
x2
.cot2 h2 �
�x
�6 �
�
4
2
�
�
262
2 3.h
3cot
1
2
2
.
x2 3
3 3.h2
.
Diện tích đáy
4
2
3cot
1
2
1
3.h3
V SH.S ABC
.
Thể tích khối chóp là
3
3cot2 1
2
4. Vì hình chiếu của S lên mặt đáy là H nên góc giữa cạnh bên và mặt đáy là
�
Trung đoạn của hình chóp là SM d. Đặt SH h.
SAH.
1
1
Ta có AH SH.cot h.cot � HM AH h.cot .
2
2
Tam giác SHM vuông tại H nên SM 2 SH 2 HM 2, hay
1
2d
h2 h2 cot2 d2 � h
.
4
4 cot2
SABC
Suy ra AH
2dcot
2
4 cot
của khối chóp SABC
AB 3
4dcot
� AB
, nên diện tích đáy
2
3(4 cot2 )
AB 2 3 4 3d2 cot2
.
4
3(4 cot2 )
Thể tích của khối chóp là V
1
16d3 cot3
h.SABC
.
3
9 (4 cot2 )3
Bi 5
1. Gọi M là trung điểm của BC. Vì các tam giác SBC,ABC là tam giác đều nên
�
�
SM BC,AM BC � SMA
(SBC),(ABC)
600.
a 3
nên tam giác SAM là tam giác đều.
2
Gọi H là trung điểm cạnh AM � SH AM mà BC SH nên SH
là đường cao của khối chóp, nhưng SH cũng là đường cao của tam giác đều
S
a 3 3 3
SAM nên SH
.
a.
2
2 4
Vậy thể tích khối chóp S.ABC là
1
3 3
VSABC SH.SABC
a.
3
16
Mặt khác, tam giác SAC có
a 3
CS CA a,SA
2
A
C
Suy ra diện tích của tam giác SAC là
H
M
Ta có SM AM
B
263
1
SA 2
39 2
SA. SC2
a.
2
4
16
Vậy khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (SAC) là:
SACS
3VSABC 3 13
a.
SACS
13
2. Vì BC (SAB) nên AH BC
AH (SBC) � AH HK ,AH SC
mà AK SC � SC (AHK ).
1
Vậy VSAHK SK .HA.HK .
6
AB.SA 2a
.
Ta có AH
SB
5
d(B,(SAC))
AK
S
K
H
AC.SA 2 5a
,
SC
3
HK AK 2 AH 2
C
A
8a
,SK
4a
3
B
3 5
1 4a 2a 8a
32 3
� VSAHK . .
.
a.
6 3 5 3 5 135
4
4
2
2
a nên SAHS a2.
Mặt khác SH SA AH
5
5
3VK SAH 8
a.
Vậy khoảng cách cần tìm là: d(K ,(SAB))
SAHS
9
3. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
Gọi M,N là trung điểm của BC,BA. H,K là
hình chiếu của S,C� xuống mặt phẳng
(ABC). SA a 3 ,SH a 15
2
6
và thể tích khối chóp S.ABC là V
a3 5
.
24
Tam giác C�
AB cân tại C�và C�
N C�
K 2 KN2
nên ta có SABC�
264
7
a
4
3V AB
3V
7 2
AB)) C.C�
a . Vì thế d(C,(C�
S
2S
8
C�
AB
C�
AB
hay khoảng cách cần tìm là d(C,(C�
AB))
a 35
.
14
Bi 6
1. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
�
Rõ ràng (SHM ) AB nên SMH
600.
a
3
Ta có MH nên SH MH.tan 600
a.
4
4
1
1
1
3 3
SACN AD.CN a2 � VSANC SH.SACN
a.
2
4
3
48
Hạ HK AC � SK AC.
HO
a
Tam giác OHK vuông cân tại K nên HK
2 4 2
3VNACS
14
7 2
� SK
a,SACS
a . Ta có d(N,(SAC))
SACS
8
8
21
a.
14
2. ( Bạn đọc tự vẽ hình )
Vì M là trung điểm của SC
nên OM //SA,MS MC
nên d(N,(SAC))
do đó:
d(SA,BM ) d(SA,(OBM )) d(S,(OBM )) d(C,(OBM ))
3VC.OMB
.
SOMB
1
AC 2a nên
OB BC2 OC 2 a
2
1
� SOBC OB.OC a2.
2
Gọi N là trung điểm của OC thì MN //SO nên MN (OBC) và
1
1
2 3
MN SO a 2. Do đó VM.OBC .MN.SOBC
a.
2
3
3
Ta có OC
Ta có SA SO2 OA 2 2 3a nên OM 3.a.
S
Tam giác OMB vuông tại O nên
3VC.OMB 2 6
1
3 2
SOMB .OB.OM
a � d(SA,BM )
a.
2
2
SOMB
3
Vậy khoảng cách giữa SA và BM là
3.
2 6
a.
3
M
A
B
I
Q
265
N
D
P
C
Vì các mặt bên nghiêng trên đáy một
góc và chân đường cao I nằm
trong hình thang ABCD nên I là
tâm đường tròn nội tiếp hình thang.
Gọi tiếp điểm của nó với các cạnh
là M,N,P,Q (hình vẽ). Ta cũng có
�
SNI
nên SI I N.tan r.tan .
� C 900 � BC 5a,
I B,I C là phân giác của hai góc kề bù nên BI
9a
12a
I B 2 16a
.
và CN
IN
,BN
5
5
BC
5
24
a,
Từ các hình vuông AMI Q, QI PD ta có AD 2r
5
28a
21a
588a2
2352a3
AB
,DC
� SABCD
� VS.ABCD
tan .
5
5
25
125
336 2
252a2
a , do đó
Mà SACD
nên SACB SABCD SACD
25
25
1
1344 3
VS.ABC SH.SACB
a .tan .
3
125
S
6a2
Theo công thức hình chiếu SBCS BCI
nên
cos cos
3VA .SBC 672a.sin
d(A,(SBC))
.
SBCS
125
266