Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là tâm các hình bình hành , , .
1. Chứng minh: ; ; .
2. Chứng minh ba đường thẳng đồng quy tại 1 điểm .
3. Chứng minh .
4. Gọi lần lượt là trọng tâm các tam giác và . Chứng minh thẳng hàng.
Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là tâm các hình bình hành , , .
1. Chứng minh: ; ; .
2. Chứng minh ba đường thẳng đồng quy tại 1 điểm .
3. Chứng minh .
4. Gọi lần lượt là trọng tâm các tam giác và . Chứng minh thẳng hàng.
1. Chứng minh: ; ; .
2. Chứng minh ba đường thẳng đồng quy tại 1 điểm .
3. Chứng minh .
4. Gọi lần lượt là trọng tâm các tam giác và . Chứng minh thẳng hàng.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Nhận xét: tâm hình bình hành là giao hai đường chéo nên là trung điểm của (đồng thời của ), là trung điểm của (của ), là trung điểm của (của ). Đặt ; khi đó .
**1)** Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên là đường trung bình, suy ra . Vì và nên .
Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên , suy ra .
Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên , suy ra .
**2)** Dùng vectơ. Ta có
Gọi là trọng tâm tam giác , . Xét điểm thỏa , tức . Khi đó
tức thẳng hàng nên . Tương tự, vì kiểm tra trực tiếp: , còn ... cách chắc chắn nhất: và ; xét , nghĩa là không thuộc theo cách này — do đó ta chứng minh đồng quy bằng cách trực tiếp:
Gọi là giao điểm của và . Với hệ vectơ cơ sở (không đồng phẳng vì là lăng trụ), viết . Vì với , ta có (điểm trên đường thẳng : với thực, nhưng nằm giữa nên ). Vì : , tức . So sánh hệ số: suy ra ... khi đó , tức — vô lý vì ? Kiểm tra: , tức , suy ra — mâu thuẫn, nghĩa là cách viết chỉ đúng khi nằm trên đoạn với ; thực tế đúng, và đúng, nên kéo theo — mâu thuẫn này cho thấy cần tính lại: , , nên . Đúng phải là , không phải . Giờ giải lại:
: (nhân với đã rút gọn).
: .
So sánh: suy ra .
Vậy , tức .
Kiểm tra : (vì ). .
Vậy thẳng hàng. Tóm lại đồng quy tại với .
**3)** và (vì ).
Suy ra và , hai đường này cắt nhau tại , do đó .
**4)** Gọi là trọng tâm tam giác . Vì , nên .
Kết hợp , suy ra nằm trên đoạn với (tức ). Vậy thẳng hàng.
Lưu ý: kết quả phần 2–4 là thỏa (không phải ).
Nhận xét: tâm hình bình hành là giao hai đường chéo nên là trung điểm của (đồng thời của ), là trung điểm của (của ), là trung điểm của (của ). Đặt ; khi đó .
**1)** Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên là đường trung bình, suy ra . Vì và nên .
Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên , suy ra .
Xét tam giác : trung điểm , trung điểm nên , suy ra .
**2)** Dùng vectơ. Ta có
Gọi là trọng tâm tam giác , . Xét điểm thỏa , tức . Khi đó
tức thẳng hàng nên . Tương tự, vì kiểm tra trực tiếp: , còn ... cách chắc chắn nhất: và ; xét , nghĩa là không thuộc theo cách này — do đó ta chứng minh đồng quy bằng cách trực tiếp:
Gọi là giao điểm của và . Với hệ vectơ cơ sở (không đồng phẳng vì là lăng trụ), viết . Vì với , ta có (điểm trên đường thẳng : với thực, nhưng nằm giữa nên ). Vì : , tức . So sánh hệ số: suy ra ... khi đó , tức — vô lý vì ? Kiểm tra: , tức , suy ra — mâu thuẫn, nghĩa là cách viết chỉ đúng khi nằm trên đoạn với ; thực tế đúng, và đúng, nên kéo theo — mâu thuẫn này cho thấy cần tính lại: , , nên . Đúng phải là , không phải . Giờ giải lại:
: (nhân với đã rút gọn).
: .
So sánh: suy ra .
Vậy , tức .
Kiểm tra : (vì ). .
Vậy thẳng hàng. Tóm lại đồng quy tại với .
**3)** và (vì ).
Suy ra và , hai đường này cắt nhau tại , do đó .
**4)** Gọi là trọng tâm tam giác . Vì , nên .
Kết hợp , suy ra nằm trên đoạn với (tức ). Vậy thẳng hàng.
Lưu ý: kết quả phần 2–4 là thỏa (không phải ).