Trước tiên, ta xác định tọa độ của các điểm B, C, H và S trong hệ tọa độ Oxyz.
1. Xác định tọa độ của điểm A:
- Vì tam giác ABC đều cạnh 10, ta đặt A tại gốc tọa độ: \(A(0, 0, 0)\).
2. Xác định tọa độ của điểm B:
- Điểm B nằm trên trục Ox, cách A một khoảng 10 đơn vị: \(B(10, 0, 0)\).
3. Xác định tọa độ của điểm C:
- Điểm C nằm trên mặt phẳng Oxy, cách A và B đều 10 đơn vị. Ta tính tọa độ của C:
- Gọi tọa độ của C là \((x, y, 0)\).
- Ta có hai phương trình:
\[
x^2 + y^2 = 100 \quad \text{(cạnh AC)}
\]
\[
(x - 10)^2 + y^2 = 100 \quad \text{(cạnh BC)}
\]
- Giải hệ phương trình này:
\[
x^2 + y^2 = 100
\]
\[
x^2 - 20x + 100 + y^2 = 100
\]
\[
x^2 + y^2 - 20x + 100 = 100
\]
\[
100 - 20x + 100 = 100
\]
\[
20x = 100
\]
\[
x = 5
\]
Thay \(x = 5\) vào \(x^2 + y^2 = 100\):
\[
25 + y^2 = 100
\]
\[
y^2 = 75
\]
\[
y = 5\sqrt{3} \quad \text{hoặc} \quad y = -5\sqrt{3}
\]
- Vậy tọa độ của C có thể là \(C(5, 5\sqrt{3}, 0)\) hoặc \(C(5, -5\sqrt{3}, 0)\). Ta chọn \(C(5, 5\sqrt{3}, 0)\).
4. Xác định tọa độ của điểm H:
- Điểm H là trực tâm của tam giác ABC, do đó H trùng với tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
- Tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác đều nằm ở giao điểm của các đường cao, tức là ở trung điểm của đoạn thẳng nối đỉnh với trọng tâm của tam giác.
- Trọng tâm G của tam giác ABC là:
\[
G\left(\frac{0+10+5}{3}, \frac{0+0+5\sqrt{3}}{3}, 0\right) = G\left(5, \frac{5\sqrt{3}}{3}, 0\right)
\]
- Trung điểm của đoạn thẳng nối A với G là:
\[
H\left(\frac{0+5}{2}, \frac{0+\frac{5\sqrt{3}}{3}}{2}, 0\right) = H\left(\frac{5}{2}, \frac{5\sqrt{3}}{6}, 0\right)
\]
5. Xác định tọa độ của điểm S:
- Điểm S nằm trên trục Oz, cách A một khoảng 7 đơn vị: \(S(0, 0, 7)\).
Tóm lại, tọa độ của các điểm là:
- \(A(0, 0, 0)\)
- \(B(10, 0, 0)\)
- \(C(5, 5\sqrt{3}, 0)\)
- \(H\left(\frac{5}{2}, \frac{5\sqrt{3}}{6}, 0\right)\)
- \(S(0, 0, 7)\)
Đáp số: \(A(0, 0, 0)\), \(B(10, 0, 0)\), \(C(5, 5\sqrt{3}, 0)\), \(H\left(\frac{5}{2}, \frac{5\sqrt{3}}{6}, 0\right)\), \(S(0, 0, 7)\).