Bài 1.55 trang 23 SBT hình học 12

Đề bài

Cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\) có đáy là hình chữ nhật, hình chiếu của \(A'\) lên đáy \(\left( {ABCD} \right)\) trùng với trung điểm của cạnh \(AD\). Biết rằng \(AB = a,AD = 2a\) và thể tích hình hộp đã cho bằng \(2{a^3}\). Khoảng cách từ \(B\) đến mặt phẳng \(\left( {A'DCB'} \right)\) bằng:

A. \(\dfrac{{\sqrt 2 }}{6}a\)                B. \(\dfrac{{\sqrt 2 }}{3}a\)

C. \(\dfrac{{\sqrt 3 }}{3}a\)                D. \(a\sqrt 2 \)

Lời giải chi tiết

Gọi \(H\) là hình chiếu của \(A'\) trên \(AD\), \(H\) là trung điểm của \(AD\), \(E\) là hình chiếu của \(H\) trên \(A'D\).

Ta có: \({S_{ABCD}} = AB.AD = 2{a^2}\) \( \Rightarrow A'H = \dfrac{{{V_{ABCD.A'B'C'D'}}}}{{{S_{ABCD}}}} = \dfrac{{2{a^3}}}{{2{a^2}}} = a\).

Dễ thấy \(AB//\left( {A'B'CD} \right)\) \( \Rightarrow d\left( {B,\left( {A'B'CD} \right)} \right) = d\left( {A,\left( {A'B'CD} \right)} \right)\) \( = 2d\left( {H,\left( {A'B'CD} \right)} \right)\).

Lại có \(CD \bot \left( {ADD'A'} \right) \Rightarrow CD \bot HE\). Mà \(HE \bot A'D\) nên \(HE \bot \left( {A'DCB'} \right)\).

Do đó \(d\left( {H,\left( {A'B'CD} \right)} \right) = HE\).

Mà \(HD = \dfrac{1}{2}AD = a,HA' = a\) nên \(\dfrac{1}{{H{E^2}}} = \dfrac{1}{{H{D^2}}} + \dfrac{1}{{A'{H^2}}}\)

\( \Rightarrow HE = \dfrac{{HA'.HD}}{{\sqrt {A'{H^2} + H{D^2}} }}\)\( = \dfrac{{a.a}}{{\sqrt {{a^2} + {a^2}} }} = \dfrac{{a\sqrt 2 }}{2}\) .

Vậy \(d\left( {B,\left( {A'B'CD} \right)} \right) = 2HE = a\sqrt 2 \).

Chọn D.