Câu 4. (2,0 điểm) Cho hình chóp có đáy là hình vuông cạnh , tam giác đều, góc giữa và bằng . Gọi là trung điểm của cạnh . Biết hình chiếu vuông góc của đỉnh trên mặt phẳng nằm trong hình vuông . Chứng minh rằng ba điểm thẳng hàng, với là tâm của hình vuông . Từ đó tính theo khoảng cách giữa đường thẳng và .
Câu 4. (2,0 điểm) Cho hình chóp có đáy là hình vuông cạnh , tam giác đều, góc giữa và bằng . Gọi là trung điểm của cạnh . Biết hình chiếu vuông góc của đỉnh trên mặt phẳng nằm trong hình vuông . Chứng minh rằng ba điểm thẳng hàng, với là tâm của hình vuông . Từ đó tính theo khoảng cách giữa đường thẳng và .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Tam giác đều, là trung điểm nên vừa là đường cao, vừa là trung tuyến hay và .

Vì . Kết hợp với
Trong ta thấy: thẳng hàng (Tiền đề O-clit trong không gian 2 chiều)
Gọi là trung điểm .
Đặt .
Xét tam giác vuông tại có:
Xét tam giác vuông tại có: .
Hay .
Gọi là trung điểm của , là đường trung bình của tam giác
Do
Gọi , lần lượt là hình chiếu vuông góc của trên , .
Có:
Xét tam giác vuông tại có:

Vì . Kết hợp với
Trong ta thấy: thẳng hàng (Tiền đề O-clit trong không gian 2 chiều)
Gọi là trung điểm .
Đặt .
Xét tam giác vuông tại có:
Xét tam giác vuông tại có: .
Hay .
Gọi là trung điểm của , là đường trung bình của tam giác
Do
Gọi , lần lượt là hình chiếu vuông góc của trên , .
Có:
Xét tam giác vuông tại có: