10 Bài tập Nhận biết và chứng minh hai đường thẳng vuông góc (có lời giải)

Cho tứ diện ABCD có hai mặt ABC và ABD là các tam giác đều. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm các cạnh

6/10

Cho tứ diện ABCD có hai mặt ABC và ABD là các tam giác đều. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm các cạnh AC, BC, BD, DA. Khẳng định nào sau đây là đúng nhất?

MNPQ là hình vuông;

MNPQ là hình bình hành;

MNPQ là hình chữ nhật;

MNPQ là hình thoi.

Giải thích

Đáp án đúng là: C

Cho tứ diện ABCD có hai mặt ABC và ABD là các tam giác đều. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm các cạnh (ảnh 1)

Đặt AB = AD = AC = a.

Ta có: CD→.AB→=AD→−AC→.AB→

=AD→.AB→−AC→.AB→=AB.AD.cos60°−AB.AC.cos60°=a.a.12−a.a.12=0

Do đó, AB vuông góc với CD.

Dễ thấy MN, PQ lần lượt là đường trung bình của các tam giác ABC và ABD.

Khi đó, MN // PQ // AB và MN = PQ = AB2=a2nên tứ giác MNPQ là hình bình hành

Lại có:

MN // AB

NP // CD (do NP là đường trung bình của tam giác BCD)

AB CD

Khi đó, MN NP.

Do đó, MNPQ là hình chữ nhật.