Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là trọng tâm của các tam giác , , . Chứng minh: a) song song với . b) Gọi là trung điểm của , chứng minh .
Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là trọng tâm của các tam giác , , . Chứng minh: a) song song với . b) Gọi là trung điểm của , chứng minh .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Dùng phương pháp vectơ. Chọn A làm gốc, đặt , , . Vì là lăng trụ nên .
Ta có:
**a) Chứng minh .**
Mặt phẳng chứa hai vectơ không cùng phương và .
Ta có , suy ra .
Lại có:
Vậy là tổ hợp tuyến tính của và , tức song song với mặt phẳng .
Mặt khác, điểm (trọng tâm ) không thuộc mặt phẳng vì không thể biểu diễn qua và (khi đó hệ số của phải bằng 0, vô lý). Do đó chứa hai đường thẳng cắt nhau cùng song song với , suy ra . Đpcm.
**b) Chứng minh .**
là trung điểm nên .
Mặt phẳng đi qua và chứa hai vectơ không cùng phương:
Từ đó hiệu hai vectơ này cho:
tức vectơ cũng song song với mặt phẳng .
Xét mặt phẳng :
- , suy ra .
- , suy ra song song với vectơ , mà vectơ này song song với ; do đó .
Hai đường thẳng cắt nhau (không cùng phương vì và độc lập tuyến tính) cùng song song với .
Cuối cùng, : giả sử thì , so sánh hệ số của được , của được , của được , mâu thuẫn.
Vậy . Đpcm.
Dùng phương pháp vectơ. Chọn A làm gốc, đặt , , . Vì là lăng trụ nên .
Ta có:
**a) Chứng minh .**
Mặt phẳng chứa hai vectơ không cùng phương và .
Ta có , suy ra .
Lại có:
Vậy là tổ hợp tuyến tính của và , tức song song với mặt phẳng .
Mặt khác, điểm (trọng tâm ) không thuộc mặt phẳng vì không thể biểu diễn qua và (khi đó hệ số của phải bằng 0, vô lý). Do đó chứa hai đường thẳng cắt nhau cùng song song với , suy ra . Đpcm.
**b) Chứng minh .**
là trung điểm nên .
Mặt phẳng đi qua và chứa hai vectơ không cùng phương:
Từ đó hiệu hai vectơ này cho:
tức vectơ cũng song song với mặt phẳng .
Xét mặt phẳng :
- , suy ra .
- , suy ra song song với vectơ , mà vectơ này song song với ; do đó .
Hai đường thẳng cắt nhau (không cùng phương vì và độc lập tuyến tính) cùng song song với .
Cuối cùng, : giả sử thì , so sánh hệ số của được , của được , của được , mâu thuẫn.
Vậy . Đpcm.