Bài 22. Hai đường thẳng vuông góc

a) Xét tam giác ABD có

M, N tương ứng là trung điểm của AB, AD

\( \Rightarrow \) MN là đường trung bình của tam giác ABD 

\( \Rightarrow \)  MN // BD mà BD \( \bot \) BC (\(\widehat {CBD} = {90^0}\))

\( \Rightarrow \) MN \( \bot \) BC.

b) Vì G, K tương ứng là trọng tâm của các tam giác ABC, ACD nên \(\frac{{CG}}{{CM}} = \frac{{CK}}{{CN}} = \frac{2}{3}\)

\( \Rightarrow \) GK // MN (Định lý Talet) mà MN \( \bot \) BC

\( \Rightarrow \) GK \( \bot \) BC.

THAM KHẢO:

Trong nhà gỗ truyền thống, các cấu kiện thường được lắp ráp với nhau bằng các mối ghép chéo, do đó các cặp cấu kiện vuông góc với nhau là:

Nếu đường thẳng a vuông góc với đường thẳng b thì a có vuông góc với các đường thẳng song song với b.

+) Vì hình hộp ABCD.A'B'C'D' có các cạnh bằng nhau nên tứ giác A'B'C'D' ADD'A' CC'D'D là hình thoi.

+) AB' // C'D và C'D \( \bot \) CD' nên AB' \( \bot \)CD'

+) AC // A'C' và A'C' \( \bot \) B'D' nên AC \( \bot \) B'D'

+) B'C // A'D và A'D \( \bot \) AD' nên B'C \( \bot \) AD'

Vậy ta đã chứng minh được rằng tứ diện ACB'D' có các cặp cạnh đối diện vuông góc với nhau.

+) Xét tam giác ABC có

M, N lần lượt là trung điểm của AB, AC

\( \Rightarrow \) MN là đường trung bình của tam giác ABC

\( \Rightarrow \) MN // BC

Mà NP \( \bot \) MN nên NP \( \bot \) BC

Xét tam giác ADC có

N, P lần lượt là trung điểm của AC, CD

\( \Rightarrow \) PN là đường trung bình của tam giác ADC

\( \Rightarrow \) PN // AD

Mà NP \( \bot \) BC nên AD \( \bot \) BC

+) BC // MN mà \(MN \subset \left( {MNP} \right) \Rightarrow BC//\left( {MNP} \right)\)

PN // AD mà \(PN \subset \left( {MNP} \right) \Rightarrow AD//\left( {MNP} \right)\)

Vậy AD và BC chéo nhau.

tham khảo

Vì BC // PN nên (BC, MN) = (PN, MN)

Mà PN vuông góc với MN nên góc giữa hai đường mép này bằng 90⁰.

tham khảo

Nếu a song song hoặc trùng với a' và b song song hoặc trùng với b' thì (a, b) = (a', b')

a) Mỗi cặp đường thẳng a, a' và b, b' cùng thuộc một mặt phẳng vì a // a', b // b'.

b) Ta có:

+) OA // O′A′; OO' // AA' nên OAA'O' là hình bình hành.

+) OB // O′B′; OO' // BB' nên OBB'O' là hình bình hành.

+) AB // A′B′ và OO' // AA' OO' // BB' suy ra AA' // BB' nên ABB'A' là hình bình hành.

c)  Áp dụng định lí côsin cho các tam giác OAB và O'A'B', ta có:

\(\cos \left( {a,b} \right) = \frac{{O{A^2} + O{B^2} - A{B^2}}}{{2.OA.OB}};\cos \left( {a',b'} \right) = \frac{{O'{{A'}^2} + O'{{B'}^2} - A'{{B'}^2}}}{{2.O'A'.O'B'}}\)

Vì O'A' = OA và O'B' = OB; AB = A'B' nên cos(a,b) = cos(a′,b′).

Vì AB // CD (ABCD là hình vuông) nên (SC, AB) = (SC, CD)

Xét tam giác SCD có

\(\cos \widehat {SCD} = \frac{{S{C^2} + C{D^2} - S{D^2}}}{{2SC.CD}} = \frac{{{{219}^2} + {{230}^2} - {{219}^2}}}{{2.219.230}} = \frac{{115}}{{219}} \Rightarrow \widehat {SCD} \approx 58,{32^0}\)

Vậy góc tạo bởi cạnh bên SC và cạnh đáy AB của kim tự tháp bằng khoảng 58,32⁰.

tham khảo