Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là trung điểm của , . Chứng minh rằng .
Cho hình lăng trụ tam giác . Gọi lần lượt là trung điểm của , . Chứng minh rằng .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Vì là lăng trụ tam giác nên và ; do đó là tam giác bằng tam giác dịch chuyển theo vectơ .
Gọi . Khi đó .
Ta có: .
Vậy , suy ra tứ giác là hình bình hành, do đó .
Mà , nên hoặc .
Xét mặt phẳng : nó chứa và với là trung điểm . Nếu thì , tức là mặt phẳng chứa mặt bên ; khi đó phải nằm trong mặt phẳng , điều này vô lý vì mà (tam giác chỉ có thuộc mặt phẳng đó). Vậy .
Kết hợp , và , theo định lý về đường thẳng song song với mặt phẳng ta kết luận .
Vì là lăng trụ tam giác nên và ; do đó là tam giác bằng tam giác dịch chuyển theo vectơ .
Gọi . Khi đó .
Ta có: .
Vậy , suy ra tứ giác là hình bình hành, do đó .
Mà , nên hoặc .
Xét mặt phẳng : nó chứa và với là trung điểm . Nếu thì , tức là mặt phẳng chứa mặt bên ; khi đó phải nằm trong mặt phẳng , điều này vô lý vì mà (tam giác chỉ có thuộc mặt phẳng đó). Vậy .
Kết hợp , và , theo định lý về đường thẳng song song với mặt phẳng ta kết luận .