Đề bài
Cho hình tứ diện ABCD.
a) Chứng minh hệ thức: \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = 0\)
b) Từ hệ thức trên hãy suy ra định lí: “Nếu một hình tứ diện có hai cặp cạnh đối diện vuông góc với nhau thì cặp cạnh đối diện thứ ba cũng vuông góc với nhau.”
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Xen điểm thích hợp vào từng cặp tích vô hướng.
- Cộng các tích vô hướng và suy ra điều phải chứng minh.
Lời giải chi tiết
a) Ta có \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} = \overrightarrow {AB} (\overrightarrow {AD} - \overrightarrow {AC} ) = \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} - \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC} \) (1)
\(\overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} = \overrightarrow {AC} (\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {AD} ) = \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {AD} \) (2)
\(\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = \overrightarrow {AD} (\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AB} ) = \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {AB} \) (3)
Lấy (1) + (2) + (3) ta có hệ thức cần chứng minh là:
\(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = 0\)
b) Từ hệ thức trên ta suy ra định lí: “Nếu tứ diện ABCD có \(AB \bot CD,AC \bot DB\) , nghĩa là \(\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} = 0\) và \(\overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} = 0\) thì \(\overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = 0\) và do đó \(AD \bot BC\).”
soanvan.me