Câu hỏi: Cho hình lập phương ABCD. A'B'C'D'. Gọi M và N lần lượt là các điểm thuộc AD' và DB sao cho .
a) Chứng minh rằng MN luôn song song với mp (A'BC).
b) Khi đường thẳng MN song song với đường thẳng A'C, chứng tỏ rằng MN vuông góc với AD' và DB
a) Chứng minh rằng MN luôn song song với mp (A'BC).
b) Khi đường thẳng MN song song với đường thẳng A'C, chứng tỏ rằng MN vuông góc với AD' và DB
Lời giải chi tiết
A) Đặt .
Khi đó, ta có:
.
và .
Vì nên .
Vậy
Tương tự như trên, ta có:
.
Từ đó:
hay .
Như vậy ba vectơ đồng phẳng.
Mặt khác AD', DB cắt mp(A'BCD'); các điểm M, N lần lượt thuộc AD', DB với k ≠ 0, k ≠ 1 nên MN không thuộc mp(A'BC). Vậy MN song song với mp(A'BC).
b) Ta có ; A'C, AD' chéo nhau; A'C, BD chéo nhau mà . Do đó, đường thẳng MN song song với đường thẳng A'C khi và chỉ khi , tức là
Do là ba vectơ không đồng phẳng nên đẳng thức trên xảy ra khi bà chỉ khi
Suy ra
Vậy khi thì MN song song với A'C.
Khi đó
Mặt khác
Vậy
Điều này khẳng định MN vuông góc với AD' và DB.
A) Đặt
Khi đó, ta có:
và
Vì
Vậy
Tương tự như trên, ta có:
Từ đó:
hay
Như vậy ba vectơ
Mặt khác AD', DB cắt mp(A'BCD'); các điểm M, N lần lượt thuộc AD', DB với k ≠ 0, k ≠ 1 nên MN không thuộc mp(A'BC). Vậy MN song song với mp(A'BC).
b) Ta có
Do
Suy ra
Vậy khi
Khi đó
Mặt khác
Vậy
Điều này khẳng định MN vuông góc với AD' và DB.