Cho tứ diện \(ABCD\) có cạnh \(a\). Gọi \[M,N\]lần lượt là trung điểm của \[AB,CD\]. Các mệnh đề sau đúng hay sai?
1. Vec tơ \[\overrightarrow {AB} \] và \[\overrightarrow {CD} \] cùng hướng.
2. \[\overrightarrow {EA} + \overrightarrow {EB} + \overrightarrow {EC} + \overrightarrow {ED} = \vec 0\] với \[E\] là trung điểm \[MN\].
3. \[\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = \vec 0\].
4. Điểm \[I\] xác định bởi \(P = 3{\overrightarrow {IA} ^2} + {\overrightarrow {IB} ^2} + {\overrightarrow {IC} ^2} + {\overrightarrow {ID} ^2}\) có giá trị nhỏ nhất. Khi đó giá trị nhỏ nhất của \(P\) là \(2{a^2}\)
Cho tứ diện \(ABCD\) có cạnh \(a\). Gọi \[M,N\]lần lượt là trung điểm của \[AB,CD\]. Các mệnh đề sau đúng hay sai?
1. Vec tơ \[\overrightarrow {AB} \] và \[\overrightarrow {CD} \] cùng hướng.
2. \[\overrightarrow {EA} + \overrightarrow {EB} + \overrightarrow {EC} + \overrightarrow {ED} = \vec 0\] với \[E\] là trung điểm \[MN\].
3. \[\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = \vec 0\].
4. Điểm \[I\] xác định bởi \(P = 3{\overrightarrow {IA} ^2} + {\overrightarrow {IB} ^2} + {\overrightarrow {IC} ^2} + {\overrightarrow {ID} ^2}\) có giá trị nhỏ nhất. Khi đó giá trị nhỏ nhất của \(P\) là \(2{a^2}\)
Câu hỏi trong đề: Đề kiểm tra Vectơ trong không gian (có lời giải) !!
Quảng cáo
Trả lời:
1. Mệnh đề sai
2. Mệnh đề đúng: Vì \[M\]là trung điểm \[AB\]nên \[\overrightarrow {EA} + \overrightarrow {EB} = 2\overrightarrow {EM} \], \[N\]là trung điểm \[CD\]nên \[\overrightarrow {EC} + \overrightarrow {ED} = 2\overrightarrow {EN} \]
Ta có \[\overrightarrow {EA} + \overrightarrow {EB} + \overrightarrow {EC} + \overrightarrow {ED} = 2\left( {\overrightarrow {EM} + \overrightarrow {EN} } \right) = \vec 0\]
3. Mệnh đề đúng: Vì \[\overrightarrow {AB} .\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} = \left( {\overrightarrow {AC} + \overrightarrow {CB} } \right).\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {DB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} \]
\[\begin{array}{l} = \overrightarrow {AC} .\left( {\overrightarrow {CD} + \overrightarrow {DB} } \right) + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CB.} \overrightarrow {CD} = \overrightarrow {AC} .\overrightarrow {CB} + \overrightarrow {AD} .\overrightarrow {BC} + \overrightarrow {CB.} \overrightarrow {CD} \\ = \overrightarrow {CB} \left( {\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AD} } \right) + \overrightarrow {CB.} \overrightarrow {CD} = \vec 0\end{array}\]
![Cho tứ diện \(ABCD\) có cạnh \(a\). Gọi \[M,N\]lần lượt là trung điểm của \[AB,CD\]. Các mệnh đề sau đúng hay sai? (ảnh 1)](https://video.vietjack.com/upload2/quiz_source1/2025/09/24-1759239382.png)
4. Mệnh đề đúng:
Gọi \(M\) là điểm thoả mãn hệ thức \(3\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} = \vec 0\) suy ra \[M\] cố định vì \(A,B,C,D\) cố định. Ta có
\(P = 3{\overrightarrow {IA} ^2} + {\overrightarrow {IB} ^2} + {\overrightarrow {IC} ^2} + {\overrightarrow {ID} ^2} = 3{\left( {\overrightarrow {IM} + \overrightarrow {MA} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {IM} + \overrightarrow {MB} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {IM} + \overrightarrow {MC} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {IM} + \overrightarrow {MD} } \right)^2}\)
\( = 6I{M^2} + 3M{A^2} + M{B^2} + M{C^2} + M{D^2} + 2\overrightarrow {IM} \left( {3\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} } \right)\)
\( = 6I{M^2} + 3M{A^2} + M{B^2} + M{C^2} + M{D^2}\).
Do đó để \(P\) nhỏ nhất thì \[I\] trùng với \(M\). Gọi \(G\) là trọng tâm tam giác \(BCD\).
\(\begin{array}{l}3\overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} = \vec 0 \Leftrightarrow 3\overrightarrow {MA} + \left( {\overrightarrow {MB} + \overrightarrow {MC} + \overrightarrow {MD} } \right) = \vec 0\\ \Leftrightarrow 3\overrightarrow {MA} + 3\overrightarrow {MG} = \vec 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {MA} + \overrightarrow {MG} = \vec 0\end{array}\)
Suy ra \[M\] là trung điểm của \(AG\).
Ta có \(BG = \frac{2}{3}.\frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{a}{{\sqrt 3 }} \Rightarrow AG = \sqrt {A{B^2} - B{G^2}} = \sqrt {{a^2} - {{\left( {\frac{a}{{\sqrt 3 }}} \right)}^2}} = \frac{{a\sqrt 2 }}{{\sqrt 3 }}\)
\( \Rightarrow MA = \frac{1}{2}AG = \frac{a}{{\sqrt 6 }} \Rightarrow M{A^2} = \frac{{{a^2}}}{6}\).
Lại có \(M{D^2} = M{C^2} = M{B^2} = M{G^2} + B{G^2} = \frac{{{a^2}}}{6} + \frac{{{a^2}}}{3} = \frac{{{a^2}}}{2}\).
Vậy giá trị nhỏ nhất là \[P = 3.\frac{{{a^2}}}{6} + 3.\frac{{{a^2}}}{2} = 2{a^2}\] khi \[I\] trùng với \(M\).
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Toán (có đáp án chi tiết) ( 38.500₫ )
- 500 Bài tập tổng ôn môn Toán (Form 2025) ( 38.500₫ )
- Sổ tay lớp 12 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa, KTPL (chương trình mới) ( 36.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Lời giải

Ta có: \(\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GC} = 2\overrightarrow {GM} \) nên đáp án A đúng.
\(\overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GD} = \overrightarrow {MN} \) đúng vì \(\overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GD} = 2\overrightarrow {GN} = \overrightarrow {MN} \)
\(\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GC} + \overrightarrow {GD} = \vec 0\) đúng vì \(\overrightarrow {GA} + \overrightarrow {GB} + \overrightarrow {GC} + \overrightarrow {GD} = 2\left( {\overrightarrow {GM} + \overrightarrow {GN} } \right) = \overrightarrow 0 \).
Đáp án D: \(2\overrightarrow {NM} = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CD} \) sai vì :
\[\begin{array}{l}\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CD} = \left( {\overrightarrow {AM} + \overrightarrow {MN} + \overrightarrow {NB} } \right) + \left( {\overrightarrow {CM} + \overrightarrow {MN} + \overrightarrow {ND} } \right)\\ = 2\overrightarrow {MN} + \left( {\overrightarrow {AM} + \overrightarrow {CM} } \right) + \left( {\overrightarrow {NB} + \overrightarrow {ND} } \right) = 2\overrightarrow {MN} + \overrightarrow 0 + \overrightarrow 0 = 2\overrightarrow {MN} .\end{array}\]
Lời giải

1. Mệnh đề đúng vì \(\left| {\overrightarrow {AB} } \right| = AB = a\).
2. Mệnh đề đúng vì \[\overrightarrow {SA} .\overrightarrow {SB} = \left| {\overrightarrow {SA} } \right|.\left| {\overrightarrow {SB} } \right|.\sin \widehat {ASB} = a.a.\sin {60^0} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2}\]
3. Mệnh đề sai:
Do \(N\) là trung điểm của \(BC\) nên \(\overrightarrow {SB} + \overrightarrow {SC} = 2\overrightarrow {SN} \) và \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} = 2\overrightarrow {MB} \).
Suy ra \(\overrightarrow {SB} + \overrightarrow {SC} + \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} = 2\left( {\overrightarrow {SN} + \overrightarrow {AN} } \right)\)(1)
Do \(M\) là trung điểm của \(SA\) nên \(\overrightarrow {NA} + \overrightarrow {NS} = 2\overrightarrow {NM} \Leftrightarrow \overrightarrow {AN} + \overrightarrow {SN} = 2\overrightarrow {MN} \) (2).
Từ (1) và (2) suy ra \(\overrightarrow {SB} + \overrightarrow {SC} + \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} = 2.2.\overrightarrow {MN} = 4\overrightarrow {MN} \).
4. Mệnh đề sai
Gọi \(G\) là trọng tâm tam giác\(ABC\).
Do tứ diện \(SABC\) là tứ diện đều và \(I\) là trọng tâm tứ diện nên \(d\left( {I,\left( {ABC} \right)} \right) = IG\)
Tam giác \(ABC\) đều cạnh \(a\), \(N\)là trung điểm của \(BC\), suy ra \(AN = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\).
Do \(G\) là trọng tâm tam giác\(ABC\) nên \(AG = \frac{2}{3}AN = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\).
Do tứ diện \(SABC\) là tứ diện đều nên \(SG \bot \left( {ABC} \right)\)\( \Rightarrow SG \bot AG\).
Tam giác \(SAG\) vuông tại \(G\) nên \(SG = \sqrt {S{A^2} - A{G^2}} = \sqrt {{a^2} - \frac{{{a^2}}}{3}} = \frac{{a\sqrt 6 }}{3}\).
Do \(I\) là trọng tâm tứ diện\(SABC\) nên \(IG = \frac{1}{4}SG = \frac{1}{4}.\frac{{a\sqrt 6 }}{3} = \frac{{a\sqrt 6 }}{{12}}\).
Vậy \(d\left( {I,\left( {ABC} \right)} \right) = \frac{{a\sqrt 6 }}{{12}}\).
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.