Đề bài - câu 8 trang 114 sách bài tập hình học 11 nâng cao

\[\eqalign{ & \overrightarrow {MN} .\overrightarrow {AB} = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow a + \overrightarrow c - \overrightarrow b } \right].\overrightarrow b \cr & = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow a .\overrightarrow b + \overrightarrow b .\overrightarrow c - {{\overrightarrow b }^2}} \right] \cr & = {1 \over 2}\left[ {{{{m^2}} \over 2} + {{{m^2}} \over 2} - {m^2}} \right] = 0 \cr} \]

Đề bài

Cho hình tứ diện ABCD có tất cả các cạnh bằng m. Các điểm M và N lần lượt là trung điểm của AB và CD.

a] Tính độ dài MN.

b] Tính góc giữa đường thẳng MN với các đường thẳng BC, AB và CD.

Lời giải chi tiết

Đặt \[\overrightarrow {A{\rm{D}}} = \overrightarrow a ,\overrightarrow {AB} = \overrightarrow b ,\overrightarrow {AC} = \overrightarrow c \] .

Khi đó, ta có:

\[\overrightarrow a .\overrightarrow b = \overrightarrow b .\overrightarrow c = \overrightarrow c .\overrightarrow a = {1 \over 2}{m^2}\] và \[{\overrightarrow a ^2} = {\overrightarrow b ^2} = {\overrightarrow c ^2} = {m^2}\]

a] Vì M, N là trung điểm của AB và CD nên

\[\overrightarrow {MN} = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow {A{\rm{D}}} + \overrightarrow {BC} } \right]\]

hay \[\overrightarrow {MN} = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow a + \overrightarrow c - b} \right]\]

Vậy

Tức là \[MN = {{m\sqrt 2 } \over 2}\]

b] Ta có

\[\eqalign{ & \overrightarrow {MN} .\overrightarrow {AB} = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow a + \overrightarrow c - \overrightarrow b } \right].\overrightarrow b \cr & = {1 \over 2}\left[ {\overrightarrow a .\overrightarrow b + \overrightarrow b .\overrightarrow c - {{\overrightarrow b }^2}} \right] \cr & = {1 \over 2}\left[ {{{{m^2}} \over 2} + {{{m^2}} \over 2} - {m^2}} \right] = 0 \cr} \]

Vậy góc giữa hai đường thẳng MN và AB bằng 90°

Ta có:

Vậy góc giữa hai đường thẳng MN và CD bằng 90°.

Ta có :

Tức là:

\[\left| {\overrightarrow {MN} } \right|.\left| {\overrightarrow {BC} } \right|\cos \left[ {\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow {BC} } \right] = {1 \over 2}{m^2}\]

Từ đó \[\cos \left[ {\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow {BC} } \right] = {{{{{m^2}} \over 2}} \over {m.{{m\sqrt 2 } \over 2}}} = {{\sqrt 2 } \over 2}\]

Vậy góc giữa hai đường thẳng MN và BC bằng 45°.

Video liên quan

Chủ Đề