Cho hình nón có đỉnh S, đáy là hình tròn tâm O bán kính bằng 2a và độ dài đường sinh bằng a√5. Mặt phẳng (P) qua đỉnh S cắt hình nón theo thiết diện là tam giác có chu vi bằng 2(1+√5)a. Tính khoảng cách d từ O đến mặt phẳng (P)
Cho hình nón có đỉnh S, đáy là hình tròn tâm O bán kính bằng 2a và độ dài đường sinh bằng a√5. Mặt phẳng (P) qua đỉnh S cắt hình nón theo thiết diện là tam giác có chu vi bằng 2(1+√5)a. Tính khoảng cách d từ O đến mặt phẳng (P)
Đáp án:
(2 – √3)^x + (2- √3)^x = (√5)^x . Tìm x
Giải thích các bước giải:
Đáp án:
$d(O;(P))=\dfrac{3a}{2}$
Giải thích các bước giải:
Gọi $A;\, B$ lần lượt là giao điểm của mặt phẳng $(P)$ và đường tròn đáy
$\to ∆SAB$ cân tại $S$
$\to SA = SB = a\sqrt5$
Ta có:
$P_{SAB}= SA + SB + AB = 2(1+\sqrt5)a$
$\to AB = 2(1+\sqrt5)a – 2a\sqrt5$
$\to AB = 2a$
Gọi $M$ là trung điểm $AB$
$\to MA = MB =\dfrac12AB = a$
$\to OM\perp AB$ (định lý đường kính – dây cung)
Áp dụng định lý $Pythagoras$ ta được:
$OA^2 = OM^2 + MA^2$
$\to OM =\sqrt{OA^2 – MA^2}$
$\to OM =\sqrt{4a^2 – a^2}= a\sqrt3$
Do $∆SAB$ cân tại $A$, $M$ là trung điểm cạnh đáy $AB$
nên $SM\perp AB$
Lại có: $SO\perp AB\quad (SO$ là chiều cao hình nón$)$
$\to AB\perp (SOM)$
Trong $mp(SOM)$ kẻ $OH\perp SM$
$\to AB\perp OH$
$\to OH\perp (SAB)$
$\to OH\perp (P)$
$\to OH = d(O;(P))$
Áp dụng hệ thức lượng vào $∆SOM$ vuông tại $O$ đường cao $OH$ ta được:
$\dfrac{1}{OH^2} =\dfrac{1}{OM^2} +\dfrac{1}{SO^2}$
$\to OH =\dfrac{OM.SO}{\sqrt{SO^2 + OM^2}}$
$\to OH=\dfrac{OM\sqrt{OA^2 + SA^2}}{\sqrt{OA^2 + SA^2 + OM^2}}$
$\to OH =\dfrac{a\sqrt3.\sqrt{4a^2 + 5a^2}}{\sqrt{4a^2 + 5a^2 + 3a^2}}$
$\to OH = \dfrac{3a}{2}$
Vậy $d(O;(P))=\dfrac{3a}{2}$