Cho hình trụ bán kính đáy R, chiều cao OO′ = h, A và B là hai điểm thay đổi trên hai đường tròn đáy sao cho độ dài AB = a không đổi .

a) Chứng minh góc giữa hai đường thẳng AB và OO′ không đổi.

b) Chứng minh khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và OO′ không đổi.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Gọi A′ là hình chiếu của A trên đường tròn đáy dưới. Khi đó AA′ ∥ OO′ và AA′ = h. Tam giác ABA′ vuông tại A′ (AA′ ⊥ đáy) nên A′B = √(AB² − AA′²) = √(a² − h²), không phụ thuộc vị trí của A, B.

a) Vì OO′ ∥ AA′ nên góc giữa AB và OO′ bằng góc giữa AB và AA′, tức là góc BAA′ của tam giác vuông ABA′. Ta có sin∠BAA′ = A′B/AB = √(a² − h²)/a, hằng số (do a, h cố định). Vậy góc giữa AB và OO′ không đổi.

b) Vì OO′ ∥ AA′ ⊂ (AA′B) nên OO′ ∥ (AA′B). Do đó khoảng cách giữa AB và OO′ bằng khoảng cách từ O đến mặt phẳng (AA′B). Mặt phẳng (AA′B) cắt mặt đáy dưới theo giao tuyến A′B, và O nằm trong mặt đáy dưới, nên khoảng cách từ O đến (AA′B) bằng khoảng cách từ O đến đường thẳng A′B trong mặt đáy. Trong đường tròn đáy bán kính R, A′B là một dây cung độ dài √(a² − h²), nên khoảng cách từ tâm O đến dây A′B là:
d = √(R² − (a² − h²)/4) = ½√(4R² + h² − a²).
Đại lượng này chỉ phụ thuộc R, h, a nên không đổi. Vậy khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và OO′ không đổi và bằng ½√(4R² + h² − a²).
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Cương Ôn Tập Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Chuyên Bảo Lộc 2024-2025

64 câu hỏi•Thời gian 90 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (64 câu)

Xem toàn bộ đề →
Câu 48:Cho hình chóp tam giác đều S.ABC, có cạnh đáy bằng a và góc hợp bởi mặt bên và đáy bằng 60 0. Gọi O là tâm của tam giác ABC. Trong tam giác
Xem →
Câu 49:Cho hình chóp S.ABC. biết rằng có một mặt cầu bán kính R tiếp xúc với các cạnh của hình chóp và tâm I của mặt cầu nằm trên đường cao SH của
Xem →
Câu 50:Cho tứ diện đều ABCD có cạnh là a. a) Xác định tâm và bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện. b) Tính diện tích mặt cầu và thể tích khối cầu đó
Xem →
Câu 51:Cho một hình chóp tứ giác đều có cạnh đáy là a, cạnh bên hợp với mặt đáy một góc 60 0. a) Xác định tâm và bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình c
Xem →
Câu 52:Cho hình chóp S.ABC có SA ⊥ (ABC) và tam giác ABC vuông tại B. Gọi AH, AK lần lượt là các đường cao của các tam giác SAB và SAC. a) Chứng mi
Xem →
Câu 53:Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình vuông cạnh bằng a, SA = a 7 và SA ⊥ (ABCD). Một mặt phẳng (P) qua A và vuông góc với SC, cắt SB, SC, SD
Xem →
Câu 54:Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật. Tam giác SAB nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Biết rằng AB = a, AD = a
Xem →
Câu 55:Cho hình trụ bán kính đáy R, chiều cao OO′ = h, A và B là hai điểm thay đổi trên hai đường tròn đáy sao cho độ dài AB = a không đổi (h > a <
Xem →
Câu 56:Trong không gian cho hình vuông ABCD cạnh a. Gọi I và H lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và CD. Khi quay hình vuông đó xung quanh trục
Xem →
Câu 57:Một hình trụ có bán kính đáy R và có thiết diện qua trục là một hình vuông. a) Tính diện tích xung quanh và diện tích toàn phần của hình trụ
Xem →
Câu 58:Cho hình trụ bán kính đáy R, chiều cao h. Gọi A và B là hai điểm lần lượt nằm trên hai đường tròn đáy (O, R) và (O′, R) sao cho OA và O′B hợ
Xem →
Câu 59:Cho hình trụ bán kính đáy bằng a và trục OO′ = 2a. OA và OB′ là hai bán kính của hai đường tròn đáy (O), (O′) sao cho góc của OA và OB′ bằng
Xem →
Câu 60:Một khối trụ có các đáy là hai hình tròn tâm O và O′, bán kính R và có đường cao h = R 2 . Gọi A là một điểm trên đường tròn tâm O và B là m
Xem →
Câu 61:Một khối trụ có các đáy là hai hình tròn tâm O và O', bán kính R và có đường cao h = R√2. Gọi A là một điểm trên đường tròn tâm O và B là mộ
Xem →
Câu 62:Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có chiều cao SO = h và SAB = ( > 45 0 ). Tính diện tích xung quanh của hình nón đỉnh S và có đường tròn đáy
Xem →