khoahoc.vietjack.com
Xin chào! Vào học

Câu hỏi:

19/08/2025 4,110 Lưu

Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có tất cả các cạnh đều bằng a và \[\widehat {BAA'} = \widehat {BAD} = \widehat {DAA'} = {60^o}\].

a) Chứng minh rằng: \[\overrightarrow {A'C} .\overrightarrow {B'D'}  = 0\]

b) Tính độ dài đường chéo AC’.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack
Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’ có tất cả các cạnh đều bằng a và BAA' = BAD = DAA' = 60.  (ảnh 1)

a) Giả sử cạnh của hình lập phương \(ABCD.{A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime }\) bằng 1 . Khi đó, \({A^\prime }{C^\prime } = {B^\prime }{D^\prime } = \sqrt 2 \) Gọi \({{\rm{E}}^\prime }\) là giao điểm của hai đường chéo \({A^\prime }{C^\prime }\) và \({B^\prime }{D^\prime }\) của hình vuông \({A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime }\). Khi đó, \({E^\prime }\) là trung diềm của \({A^\prime }{C^\prime }\) và \({B^\prime }{D^\prime }\). Suy ra \(\overline {{B^\prime }{D^\prime }}  = 2\overline {{E^\prime }{D^\prime }} \) và \({E^\prime }{D^\prime } = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\).

Gọi \({\rm{E}}\) là trung diểm của \({\rm{C}}{{\rm{C}}^\prime }\). Mà \({{\rm{E}}^\prime }\) là trung diểm của \({{\rm{A}}^\prime }{{\rm{C}}^\prime }\) nên \({\rm{EE}}\) là đường trung bình của tam giác \({{\rm{A}}^\prime }{C^\prime }{\rm{C}}\). Do đó, \(\overrightarrow {{A^\prime }C}  = 2\overrightarrow {{E^\prime }E} \) và \({E^\prime }E = \frac{1}{2}{A^\prime }C\)

Áp dụng định lí Pythagore vào  vuông tại \({C^\prime }\) có: \({A^\prime }C = \sqrt {{A^\prime }{C^2} + {C^\prime }{C^2}}  = \sqrt {2 + 1}  = \sqrt 3 \)

\( \Rightarrow {E^\prime }E = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

Áp dụng định lí Pythagore vào \(\Delta {{\rm{D}}^\prime }{{\rm{C}}^\prime }{\rm{E}}\) vuông tại \({{\rm{C}}^\prime }\) có:

\(E{D^{\prime 2}} = {C^\prime }{D^2} + {C^\prime }{E^2} = 1 + \frac{1}{4} = \frac{5}{4}\)

Vì \({E^\prime }{D^{\prime 2}} + {E^\prime }{E^2} = \frac{1}{2} + \frac{3}{4} = \frac{5}{4} = E{D^{\prime 2}}\) nên \(\Delta {E^\prime }{D^\prime }\) E vuông tại \({{\rm{E}}^\prime }\). Do đó, \(\overrightarrow {{E^\prime }E}  \bot \overrightarrow {{E^\prime }{D^\prime }} \)

Ta có: \(\overline {{A^\prime }C}  \cdot \overline {{B^\prime }{D^\prime }}  = 2 \cdot \overline {{E^\prime }E}  \cdot 2 \cdot \overline {{E^\prime }{D^\prime }}  = 0({\rm{dpcm}})\)

Đang tải chế độ Học...

Dành cho bạn Hot

Lớp 12 Toán
188 người thi tuần này

7881 câu Trắc nghiệm tổng hợp môn Toán 2023 cực hay có đáp án ( Phần 1)

304 câu 139.9 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Vật lý
197 người thi tuần này

Trắc nghiệm Mô hình động học phân tử chất khí lớp 12 (có đáp án)

15 câu 1.8 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Tiếng Anh
137 người thi tuần này

Đề cương ôn tập giữa kì 1 Tiếng Anh 12 Global Success có đáp án

45 câu 1.3 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Sinh học
144 người thi tuần này

10 câu trắc nghiệm Sinh học 12 Kết nối tri thức Bài 8 có đáp án

10 câu 1.9 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Lịch sử
2,390 người thi tuần này

20 câu trắc nghiệm Lịch sử 12 Kết nối tri thức Bài 1 có đáp án

20 câu 22.4 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Địa lý
405 người thi tuần này

20 câu Trắc nghiệm Địa lý 12 Kết nối tri thức Bài 2 có đáp án

25 câu 6 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Tin học
610 người thi tuần này

15 câu Trắc nghiệm Tin học 12 Kết nối tri thức có đáp án

15 câu 13.2 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 12 Giáo dục Kinh tế và Pháp luật
710 người thi tuần này

15 Câu trắc nghiệm KTPL 12 Kết nối tri thức Bài 1 có đáp án

15 câu 8.9 K lượt thi Thi ngay →

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Cho tứ diện đều ABCD có cạnh bằng a và M là trung điểm của CD.  (ảnh 1)

a) Ta có: AB→⋅AC→=|AB→|⋅|AC→|⋅cos(AB→,AC→) =AB⋅AC⋅cosBAC=a⋅a⋅cos60°=a22. 

Tương tự ta cūng có \(\overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {AD}  = \frac{{{a^2}}}{2}\).

Ta lại có \(\overrightarrow {AM}  = \frac{1}{2}(\overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AD} )\), suy ra:

\[\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow {AB} .\frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AD} } \right) = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AB} .\overrightarrow {AD} } \right) = \frac{1}{2}\left( {\frac{{{a^2}}}{2} + \frac{{{a^2}}}{2}} \right) = \frac{{{a^2}}}{2}\]

b) Ta có: \[\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD}  = \left( {\overrightarrow {AM}  + \overrightarrow {MB} } \right)\overrightarrow {CD}  = \overrightarrow {AM} .\overrightarrow {CD}  + \overrightarrow {MB} .\overrightarrow {CD} \]

Mà AM, BM là trung tuyến của các tam giác đều ACD, BCD nên \(\overrightarrow {AM}  \bot \overrightarrow {CD} ,\overrightarrow {MB}  \bot \overrightarrow {CD} \).

Suy ra \(\overrightarrow {AM}  \cdot \overrightarrow {CD}  = \overrightarrow {MB}  \cdot \overrightarrow {CD}  = 0\).

Từ các kết quả trên ta có \(\overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {CD}  = 0\). Suy ra (AB→,CD→)=90°

Lời giải

Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài tất cả các cạnh bằng a. Tính các tích vô hướng sau: (ảnh 1)

a) Tam giác SAD có ba cạnh bằng nhau nên là tam giác đều, suy ra SAD=60°. Tứ giác ABCD là hình vuông nên \(\overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {BC} \), suy ra (AS→,BC→)=(AS→,AD→)=SAD=60°. Do đó AS→⋅BC→=|AS→|⋅|BC→|⋅cos60°=a⋅a⋅12=a22

b) Tứ giác ABCD là hình vuông có độ dài mỗi cạnh là a nên độ dài đường chéo AC là \(\sqrt 2 a\). Tam giác SAC có \(SA = SC = a\) và \(AC = \sqrt 2 a\) nên tam giác SAC vuông cân tại \(S\), suy ra SAC=45°. Do đó AS→⋅AC→=|AS→|⋅|AC→|⋅cosSAC=a⋅2a⋅22=a2.

c) Gọi \({\rm{O}}\) là giạo điểm của hai đường chéo \({\rm{AC}}\) và \({\rm{BD}}\) trong hình vuông \({\rm{ABCD}}\). Do đó, \({\rm{O}}\) là trung diểm của \({\rm{BD}},{\rm{O}}\) là trung diếm của \({\rm{AC}}\).

Tứ giác \({\rm{ABCD}}\) là hình vuông cạnh a nên độ dài đường chéo \({\rm{BD}}\) là a2⇒OB=a22

Gọi \({\rm{E}}\) là trung điểm của \({\rm{SC}}\). Mà \({\rm{O}}\) là trung diểm của \({\rm{AC}}\) nên \({\rm{OE}}\) là đường trung bình của tam giác \({\rm{SAC}}\), do đó, \({\rm{OE}}//{\rm{SA}},OE = \frac{1}{2}SA = \frac{a}{2}\). Suy ra: \(\overrightarrow {AS}  = 2\overrightarrow {OE} \)

Vì \({\rm{O}}\) là trung diểm của \({\rm{BD}}\) nên \(\overrightarrow {BD}  = 2\overrightarrow {OB} \)

Vì tam giác SBC có ba cạnh bằng nhau nên tam giác SBC là tam giác đều. Do đó, $B E$ là đường trung tuyến đồng thời là đường cao của tam giác \({\rm{SBC}}\). Do đó, \(EB = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\).

Ta có: \(O{E^2} + O{B^2} = \frac{{{a^2}}}{4} + \frac{{{a^2}}}{2} = \frac{{3{a^2}}}{4} = E{B^2}\) nên  EOB vuông tại \({\rm{O}}\). Do đó, \(\overrightarrow {OE}  \bot \overrightarrow {OB} \)

Ta có: \(\overrightarrow {AS}  \cdot \overrightarrow {BD}  = 2\overrightarrow {OE}  \cdot ( - 2\overrightarrow {OB} ) =  - 4\overrightarrow {OE}  \cdot \overrightarrow {OB}  = 0\)

d) Tứ giác ABCD là hình vuông nên \(\overrightarrow {CD}  = \overrightarrow {BA} \)

Ta có: \(\overrightarrow {AS}  \cdot \overrightarrow {CD}  = \overrightarrow {AS}  \cdot \overrightarrow {BA}  =  - \overrightarrow {AS}  \cdot \overrightarrow {AB}  =  - |\overrightarrow {AS} | \cdot |\overrightarrow {AB} |\cos (\overrightarrow {AS} ,\overrightarrow {AB} ) =  - |\overrightarrow {AS} | \cdot |\overrightarrow {AB} |\cos SAB\)

Vì tam giác \({\rm{SAB}}\) có ba cạnh bằng nhau nên tam giác \({\rm{SAB}}\) dều, suy ra SAB=60°

Suy ra: AS→⋅CD→=−|AS→|⋅|AB→|cosSAB=−a⋅a⋅cos60°=−a22

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP