a) Cho tứ diện DABC có các cạnh bằng nhau. Gọi H là hình chiếu của D trên mp(ABC) và I là trung điểm của DH. Chứng minh rằng tứ diện IABC có IA, IB, IC đôi một vuông góc.

b) Cho tứ diện IABC có IA = IB = IC và IA, IB, IC đôi một vuông góc; H là hình chiếu của I trên mp(ABC). Gọi D là điểm đối xứng của H qua I. Chứng minh tứ diện DABC có các cạnh bằng nhau.

Lời giải chi tiết

a) Kí hiệu cạnh của tứ diện đã cho là a, dễ thấy H là trọng tâm của tam giác ABC. Từ đó

\(\eqalign{ & D{H^2} = D{A^2} - A{H^2} \cr & = {a^2} - {\left( {{{a\sqrt 3 } \over 3}} \right)^2} = {{6{{\rm{a}}^2}} \over 9} \cr & \Rightarrow DH = {{a\sqrt 6 } \over 3} \cr} \)

Do I là trung điểm của DH nên

\(IH = {{a\sqrt 6 } \over 6}\)

Khi đó: \(I{M^2} = I{H^2} + H{M^2} = {\left( {{{a\sqrt 6 } \over 6}} \right)^2} + {\left( {{{a\sqrt 3 } \over 6}} \right)^2} = {{{a^2}} \over 4}\),

tức là \(IM = {a \over 2}\).

Xét tam giác IBC có IM là trung tuyến \(IM = {1 \over 2}BC\). Vậy \(IB \bot IC\).

Tương tự như trên, ta có IA, IB, IC đôi một vuông góc.

b) Vì IA, IB, IC đôi một vuông góc, IA = IB = IC và H là hình chiếu của I trên mặt phẳng (ABC) nên ABC là tam giác đều nhận H làm trọng tâm.

Ngoài ra \({1 \over {I{H^2}}} = {1 \over {I{A^2}}} + {1 \over {I{B^2}}} + {1 \over {I{C^2}}} = {3 \over {I{A^2}}}\) hay \(IH = {{IA} \over {\sqrt 3 }}\).

Do D là điểm đối xứng của H qua I nên:

\(DH = {{2IA} \over {\sqrt 3 }}\) và DA = DB = DC.

Đặt IA = x thì \(DH = {{2{\rm{x}}} \over {\sqrt 3 }},AB = x\sqrt 2 \).

Khi đó

\(\eqalign{ & D{A^2} = D{H^2} + H{A^2} = {{4{x^2}} \over 3} + {\left( {{{x\sqrt 2 .\sqrt 3 } \over 3}} \right)^2} \cr & = {{4{{\rm{x}}^2}} \over 3} + {{2{{\rm{x}}^2}} \over 3} = 2{{\rm{x}}^2} \cr} \).

Vậy \(DA = DB = DC = x\sqrt 2 \).

Do đó tứ diện DBCA có các cạnh bằng nhau.

Fqa.vn

Báo cáo nội dung câu hỏi

Khác

Bình luận (0)

Bạn cần đăng nhập để bình luận

Xác nhận

Bạn chắc chắn muốn xóa nội dung này ?

Chương bài liên quan

Bài 5. Khoảng cách

Ôn tập chương III. Vectơ trong không gian. Quan hệ vuông góc

Bài tập trắc nghiệm chương III. Vecto trong không gian. Quan hệ vuông góc

Gợi ý sách

Xem thêm

Bạn có câu hỏi cần được giải đáp?

Bộ sách liên quan

FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)

Điện thoại: 1900636019 Email: info@fqa.vn

Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.

Liên kết · Hỏi đáp bài tập · Giải bài tập SGK · Cẩm nang · Đề ôn luyện

hỗ trợ · Điều khoản & chính sách · Sitemap · Liên hệ · Hướng dẫn sử dụng · Đánh giá và góp ý · Dịch vụ FQA media

Tải ứng dụng FQA

Người chịu trách nhiệm quản lý nội dung: Nguyễn Tuấn Quang Giấy phép thiết lập MXH số 07/GP-BTTTT do Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 05/01/2024