Giải SBT toán hình học và đại số 11 nâng cao Bài 5: Khoảng cách

Câu 65 trang 127 Sách bài tập Hình học 11 Nâng cao


Giải bài tập Câu 65 trang 127 Sách bài tập Hình học 11 Nâng cao

Đề bài

a) Hai mặt phẳng ABC và ABD của hình tứ diện ABCD là những tam giác có diện tích bằng nhau. Chứng minh rằng đường vuông góc chung của AB và CD đi qua trung điểm của CD.

b) Bốn mặt của hình tứ diện ABCD có diện tích bằng nhau. Chứng minh rằng các cặp đối diện của tứ diện bằng nhau, nghĩa là BC = AD, AC = BD, AB = CD.

Lời giải chi tiết

a) 

Vì \({S_{CAB}} = {S_{DAB}}\) nên \(C{B_1} = D{A_1}\) (CB1, DA1 tương ứng là đường cao của các tam giác CAB và DAB). Từ đó \(C{A_1} = D{B_1}\).

Nếu A1 \( \ne \) B1

Xét tứ diện A1B1CD có \({A_1}C = {B_1}D,C{B_1} = D{A_1}\) nên đường vuông góc chung của A1B­1, CD là đường thẳng nối trung điểm của A1B1 và CD, hay đường vuông góc chung của AB và CD đi qua trung điểm của CD.

Nếu A1 ≡ B1 thì kết quả là hiển nhiên.

Cách 2.

 

Kẻ các đường cao CB1, DA1 tương ứng của tam giác CAB và DAB. Xét mp(P) vuông góc với AB. Gọi IJ là đường vuông góc với AB. Gọi IJ là đường vuông góc chung của AB và CD thì IJ // (P), CB1 // (P) và DA1 // (P).

Chiếu tứ diện đã cho lên (P) thì các điểm A, B, A1, B1, I cùng có hình chiếu là E. Các điểm C, J, D lần lượt có hình chiếu là C’, J’, D’. Dễ thấy J’ thuộc  \(C'D',EC' = C{B_1},E{\rm{D}}' = {A_1}D\) từ đó EC’ = ED’.

Mặt khác do \(IJ \bot AB\) và \(IJ \bot CD\) nên suy ra \(EJ' \bot C'D'\).

Như vậy C’ED’ là tam giác cân tại E và nhận EJ’ là đường cao, từ đó J’C’ = J’D’.

Do  vậy JC = JC, tức là đường vuông góc chung của AB, CD đi qua trung điểm của CD.

b) Vì bốn mặt của tứ diện ABCD có diện tích bằng nhau nên \({S_{CAB}} = {S_{DAB}}\) và \({S_{BC{\rm{D}}}} = {S_{AC{\rm{D}}}}\). Do đó theo câu a) thì đường vuông góc chung của AB và CD là đường thẳng IJ, trong đó I và J lần lượt là trung điểm của AB và CD. Khi đó AC = BD, BC = AD.

Tương tự như trên ta có AC = BD và AB = CD. Vậy ABCD là tứ diện có các cặp cạnh đối diện bằng nhau, tức là AB = CD, AC = BD, AD = BC.

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu
Bài tiếp theo

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 11 - Xem ngay

Báo lỗi - Góp ý

2K7 tham gia ngay group để nhận thông tin thi cử, tài liệu miễn phí, trao đổi học tập nhé!

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Các bài khác cùng chuyên mục


App Loigiaihay trên google play store App Loigiaihay trên apple store

Copyright © 2021 loigiaihay.com

DMCA.com Protection Status
App Loigiaihay trên apple store App Loigiaihay trên google play store

Đăng ký để nhận lời giải hay và tài liệu miễn phí

Cho phép loigiaihay.com gửi các thông báo đến bạn để nhận được các lời giải hay cũng như tài liệu miễn phí.

Đồng ý Bỏ qua