Đề bài - bài 3 trang 119 sgk hình học 11

Cho hình lập phương \[ABCD.A'B'C'D'\] cạnh \[a\]. Chứng minh rằng các khoảng cách từ các điểm \[B, C, D, A', B', D'\] đến đường chéo \[AC'\] đều bằng nhau. Tính khoảng cách đó.

Đề bài

Cho hình lập phương \[ABCD.A'B'C'D'\] cạnh \[a\]. Chứng minh rằng các khoảng cách từ các điểm \[B, C, D, A', B', D'\] đến đường chéo \[AC'\] đều bằng nhau. Tính khoảng cách đó.

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+] Xác định và tính khoảng cách từ điểm \[B\] đến \[AC'\] bằng cách sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông.

+] Chứng minh các tam giác bằng nhau và suy ra các đường cao tương ứng bằng nhau.

Lời giải chi tiết

Gọi \[K\] là hình chiếu của \[B\] trên \[AC'\].

Ta có\[AB \, \bot \,\left[ {BCC'B'} \right] \Rightarrow AB\, \bot \,BC' \Rightarrow \Delta ABC'\] vuông tại B.

Dễ thấy \[BC'\] là đường chéo của hình vuông cạnh\[a \Rightarrow BC' = a\sqrt 2 .\]

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông \[ABC'\] có:

\[\dfrac{1}{BK^{2}}=\dfrac{1}{BA^{2}}+\dfrac{1}{BC^{2}}\] \[=\dfrac{1}{a^{2}}+\dfrac{1}{[a\sqrt{2}]^{2}}=\dfrac{3}{2a^{2}}\]\[ \Rightarrow BK=\dfrac{a\sqrt{6}}{3}.\]

Ta có:

\[\Delta ABC' = \Delta C'CA = \Delta ADC' \]\[= \Delta AA'C' = \Delta C'B'A = \Delta C'D'A\]

\[[c.g.c]\]

Do đó các chiều cao tương ứng của các tam giác này bằng nhau.

Vậy khoảng cách từ \[B, C, D, A', B', D'\] tới \[AC'\] đều bằng \[ \dfrac{a\sqrt{6}}{3}\].

Video liên quan

Chủ Đề