Bài 2: Hai đường thẳng vuông góc
8 câu hỏi
Cho tứ diện ABCD. Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC. Chứng minh rằng: GD→.GA→ + GD→.GB→ + GD→.GC→ = 0
Ta có:
(Vì G là trọng tâm của tam giác ABCD nên 
)
Cho tứ giác ABCD. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của các đoạn AC, BD, AD và có MN = PQ . Chứng minh rằng AB ⊥ CD.
Ta cần chứng minh 
Theo giả thiết ta có:
Cho hình chóp tam giác S.ABC có SA = SB = SC = AB = AC = a và BC = a2. Tính góc giữa hai vectơ AB→ và SC→.
Ta tính côsin của góc giữa hai vectơ SC→ và AB→. Ta có
Theo giả thiết ta suy ra hình chóp có các tam giác đều là SAB, SAC và các tam giác vuông là ABC vuông tại A và SBC vuông tại S.
Vậy góc giữa hai vectơ AB→ và SC→ bằng 120o.
Cho hình chóp A.ABC có SA = SB = SC = AB = AC = a và BC = a√2. Tính góc giữa hai đường thẳng AB và SC.
Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của SA, SB. AC. Để tính góc giữa hai đường thẳng SC và AB, ta cần tính ∠NMP.
Ta có:
Mặt khác:
Vậy góc giữa hai đường thẳng SC và AB bằng 60ο.
Chứng minh rằng một đường thẳng vuông góc với một trong hai đường thằng song song thì vuông góc với đường thẳng kia.
Giả sử a // b và c ⊥ a. Lấy điểm O bất kì trên c, kẻ a′ // a qua O suy ra cOa′^ = 90ο. Dễ thấy a′ // b nên ∠cOa′ chính là góc giữa hai đường thằng c và b, do đó c⊥b.
Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D' có tất cả các cạnh đều bằng nhau (hình hộp như vậy còn được gọi là hình hộp thoi). Chứng minh rằng AC ⊥ B'D'
Từ giả thiết suy ra tứ giác ABCD là hình thoi, do đó AC ⊥ BD
Dễ thấy mặt chéo BDD'B' của hình hộp đã cho là hình bình hành, do đó BD // B′D′. Từ đó, theo bài 3.12 suy ra AC ⊥ B'D'.
Cho hình hộp thoi ABCD.A'B'C'D' có tất cả các cạnh bằng a và ABC^ = B′BA^ = B′BC^ = 60o. Chứng minh tứ giác A'B'CD là hình vuông.
Trước hết dễ thấy tứ giác A'B'CD là hình bình hành, ngoài ra B′C = a = CD nên nó là hình thoi. Ta chứng minh hình thoi A'B'CD là hình vuông. Ta có:
Vậy tứ giác A’B’CD là hình vuông.
Cho tứ diện ABCD trong đó AB ⊥ AC, AB ⊥ BD. Gọi P và Q lần lượt là trung điểm của AB và CD. Chứng minh rằng AB và PQ vuông góc với nhau.
Cộng từng vế (1) và (2) ta có:
