Ví dụ 6. Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a. Mặt bên SAB là tam giác đều, SCD là tam giác vuông cân đỉnh S. Gọi I, J lần lượt là trung điểm của AB và CD.
a) Tính các cạnh của tam giác SIJ, suy ra tam giác SIJ vuông.
b) Chứng minh rằng SI (SCD); SJ (SAB).
c) Gọi H là hình chiếu của S lên IJ, chứng minh rằng SH (ABCD).
Ví dụ 7. Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác cân tại A, điểm I và H lần lượt là trung điểm của AB và BC. Trên đoạn CI và SA lần lượt lấy hai điểm M, N sao cho MC = 2.MI , NA = 2.NS . Biết SH 1 (ABC), Chứng minh MN (ABC).
Quảng cáo
2 câu trả lời 188
Ví dụ 6
a) Tính các cạnh của SIJ:
- Vì SAB đều cạnh a, I là trung điểm AB nên đường trung tuyến SI cũng là đường cao
=>
- Vì SCD vuông cân tại S cạnh huyền CD = a, J là trung điểm CD nên SJ là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền:
- Hình vuông ABCD có I, J lần lượt là trung điểm AB, CD nên IJ = BC = a.
- Xét SIJ: Ta có
- Vì , theo định lý Pythagore đảo, SIJ vuông tại S.
b) Chứng minh và :
- Ta có và (do SCD cân tại S).
=> .
- Mà SI SJ (chứng minh ở câu a).
Vậy SI CD và SI SJ => SI (SCD).
Tương tự: . Kết hợp SJ SI, ta có SJ (SAB).
c) Chứng minh SH (ABCD):
- Ta có AB (SIJ) => AB SH (vì SH (SIJ)).
- Theo giả thiết, H là hình chiếu của S lên IJ, nên SH IJ.
- Vì SH AB và SH IJ, mà AB và IJ cắt nhau trong mặt phẳng (ABCD), nên SH (ABCD).
Ví dụ 7:
Ta có giả thiết:
SH (ABC) tại H
I là trung điểm AB, H là trung điểm BC.
MC = 2MI => .
NA = 2NS .
- Trong mặt phẳng đáy (ABC), xét tam giác ABI và đường thẳng CI.
- Vì H là trung điểm BC, I là trung điểm AB, nên CI và AH là hai đường trung tuyến của tam giác ABC.
- Gọi G là giao điểm của AH và CI. Theo tính chất trọng tâm tam giác ABC:
- Theo giả thiết MC = 2MI => CM = .
=> Điểm M trùng với trọng tâm G của tam giác ABC.
Vậy M nằm trên đoạn AH và AM = .
- Xét tam giác SAH (nằm trong mặt phẳng (SAH)):
+ Điểm N SA sao cho AN = 2NS => .
+ Điểm M AH sao cho AM = (chứng minh ở trên).
- Trong SAH, ta có: .
- Theo định lý Thales đảo, ta suy ra MN // SH.
Vậy: Ta có MN // SH mà SH (ABC).
Vậy MN (ABC) (đpcm).
$\color{black}{\textbf{Ví dụ 6:}}$
$\color{black}{\textbf{a) Tính các cạnh của } \triangle SIJ \text{ và chứng minh tam giác vuông:}}$
$\color{black}{\text{Vì } \triangle SAB \text{ đều cạnh } a, \text{ trung tuyến } SI \text{ đồng thời là đường cao: } SI = \frac{a\sqrt{3}}{2}\text{.}}$
$\color{black}{\text{Vì } \triangle SCD \text{ vuông cân tại } S, \text{ cạnh huyền } CD = a, \text{ trung tuyến } SJ = \frac{CD}{2} = \frac{a}{2}\text{.}}$
$\color{black}{\text{Vì } I, J \text{ là trung điểm hai cạnh đối của hình vuông } ABCD, \text{ nên } IJ = a\text{.}}$
$\color{black}{\text{Xét trong } \triangle SIJ, \text{ ta thấy: } SI^2 + SJ^2 = \left(\frac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2 + \left(\frac{a}{2}\right)^2 = \frac{3a^2}{4} + \frac{a^2}{4} = a^2 = IJ^2\text{.}}$
$\color{black}{\text{Theo định lý Pytago đảo, } \triangle SIJ \text{ vuông tại } S\text{.}}$
$\color{black}{\textbf{b) Chứng minh } SI \perp (SCD) \text{ và } SJ \perp (SAB)\text{:}}$
$\color{black}{\text{Ta có: } CD \perp IJ \text{ và } CD \perp SJ \text{ (do } \triangle SCD \text{ cân tại } S\text{), suy ra } CD \perp (SIJ) \Rightarrow CD \perp SI\text{.}}$
$\color{black}{\text{Lại có } SI \perp SJ \text{ (chứng minh ở câu a). Vậy } SI \perp (SJ, CD) \text{ hay } SI \perp (SCD)\text{.}}$
$\color{black}{\text{Chứng minh tương tự: } AB \perp (SIJ) \Rightarrow AB \perp SJ\text{. Kết hợp } SJ \perp SI \Rightarrow SJ \perp (SAB)\text{.}}$
$\color{black}{\textbf{c) Chứng minh } SH \perp (ABCD)\text{:}}$
$\color{black}{\text{Ta có } AB \perp (SIJ) \text{ mà } SH \subset (SIJ) \Rightarrow SH \perp AB\text{.}}$
$\color{black}{\text{Theo cách dựng, } SH \perp IJ\text{.}}$
$\color{black}{\text{Vì } SH \perp AB \text{ và } SH \perp IJ, \text{ mà } AB, IJ \subset (ABCD), \text{ nên } SH \perp (ABCD)\text{.}}$
$\color{black}{\textbf{Ví dụ 7:}}$
$\color{black}{\textbf{Chứng minh } MN \perp (ABC)\text{:}}$
$\color{black}{\text{Trong mặt phẳng } (SAH), \text{ kẻ } NK // SH \text{ (với } K \in AH\text{). Vì } SH \perp (ABC) \text{ nên } NK \perp (ABC) \text{ (1).}}$
$\color{black}{\text{Theo định lý Thales trong } \triangle SAH, \text{ ta có: } \frac{AK}{AH} = \frac{AN}{AS} = \frac{2}{3} \Rightarrow \vec{AK} = \frac{2}{3}\vec{AH} \text{ (2).}}$
$\color{black}{\text{Xét trong } \triangle ABC, \text{ gọi } G \text{ là trọng tâm. Vì } AH \text{ là trung tuyến nên } \vec{AG} = \frac{2}{3}\vec{AH} \text{. Từ (2) suy ra } K \equiv G\text{.}}$
$\color{black}{\text{Mặt khác, trong } \triangle ABC, \text{ đường trung tuyến } CI \text{ cũng đi qua trọng tâm } G \text{ và thỏa mãn } CG = \frac{2}{3}CI \text{.}}$
$\color{black}{\text{Theo giả thiết } MC = 2MI \Rightarrow MC = \frac{2}{3}CI, \text{ do đó } M \equiv G\text{.}}$
$\color{black}{\text{Vì } M \equiv G \text{ và } K \equiv G, \text{ nên điểm } M \text{ trùng với điểm } K\text{.}}$
$\color{black}{\text{Từ (1), ta có } NK \perp (ABC) \text{ hay chính là } NM \perp (ABC)\text{.}}$
#$\color{red}{\text{u}}\color{orange}{\text{y}}\color{yellow}{\text{e}}\color{green}{\text{n}}\color{blue}{\text{c}}\color{indigo}{\text{u}}\color{violet}{\text{t}}\color{red}{\text{e}}\color{orange}{\text{c}}\color{yellow}{\text{o}}\color{green}{\text{r}}\color{blue}{\text{e}}$
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
135465 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
76610 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
72240 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
47796
