Kho tàng tài liệu học tập phong phú.

Toán 11 Chân trời sáng tạo Bài 4: Khoảng cách trong không gian

1.1. Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng, đến một mặt phẳng

Định nghĩa:

Nếu H là hình chiếu vuông góc của điểm M trên đường thẳng a thì độ dài đoạn MH được gọi là khoảng cách từ M đến đường thẳng a, kí hiệu d(M, a).

Nếu H là hình chiếu vuông góc của điểm M trên mặt phẳng (P) thi độ dài đoạn MH được gọi là khoảng cách từ M đến (P), kí hiệu d(M, (P)).

Chú ý: Ta quy ước:

• d(M, a)=0 khi và chỉ khi M thuộc đị

• d(M, (P)) = 0 khi và chỉ khi M thuộc (P).

Nhận xét:

a) Lấy điểm N tuỳ ý trên đường thẳng a, ta luôn có d(M, a) \(\le\) MN.

b) Lấy điểm N tuỳ ý trên mặt phẳng (P), ta luôn có d(M, (P)) \(\le\) MN.

 

1.2. Khoảng cách giữa các đường thẳng và mặt phẳng song song, giữa hai mặt phẳng song song

Định nghĩa:

Khoảng cách giữa hai đường thẳng song song a và b là khoảng cách từ một điểm bất kì trên a đến b, kí hiệu d(a, b).

Khoảng cách giữa đường thẳng a và mặt phẳng (P) song song với a là khoảng cách tử một điểm bất kì trên a đến (P), kí hiệu d(a, (P)).

Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song (P) và (Q) là khoảng cách từ một điểm bất kì trên (P) đến (Q), kí hiệu d((P), (Q)).

1.3. Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau

Định nghĩa:

Đường thẳng c vừa vuông góc, vừa cắt hai đường thẳng chéo nhau a và b được gọi là đường vuông góc chung của a và b.

Nếu đường vuông góc chung của hai đường thăng chéo nhau a và b cắt chúng lần lượt tại I và J thì đoạn IJ gọi là đoạn vuông góc chung của a và b.

Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thăng đó, kí hiệu d(a, b).

Chú ý:

+) Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau a và b bằng khoảng cách giữa một trong hai đường đến mặt phẳng song song với nó và chứa đường còn lại.

+) Khoảng cách giữa hai đường thăng chéo nhau bằng khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song lần lượt chứa hai đường thẳng đó.

1.4. Công thức tính thể tích của khối chóp, khối lăng trụ, khối hộp

a) Thể tích khối hộp chữ nhật

Thể tích khối hộp chữ nhật bằng tích ba kích thước.

V=abc.

b) Thể tích khối chóp

Thể tích khối chóp bằng một phần ba diện tích đáy nhân với chiều cao.

V=1/3 Sh.

c) Thể tích khối chóp cụt đều

Để tìm thể tích khối chóp cụt đều, ta sử dụng công thức sau đây:

\(V = h (S + \sqrt {SS’}+ S’)\)

với h là chiều cao và S, S là diện tích hai đáy.

d) Thể tích khối lăng trụ

Khoảng cách h giữa hai mặt phẳng đáy của hình lăng trụ là chiều cao của hình lăng trụ đó.

Thể tích khối lăng trụ bằng tích diện tích đáy và chiều cao.

V=Sh.

Chú ý: Ta gọi khối lăng trụ cỏ cạnh bên vuông góc với đáy là khối lăng trụ đứng. Chiều dài cạnh bên a của khối lăng trụ đứng bằng chiều cao h và ta có công thức: V = Sa.