CHO TỨ DIỆN ABCD CÓ ADABC, AB  BC, AB  AD  A VÀ AC  A 3 . GỌI H...

Câu 45: Cho tứ diện

ABCD

AD

ABC

,

AB BC

,

AB AD a

AC a 3 . Gọi H là hình

chiếu vuông góc của A trên cạnh CD, M là trung điểm của

CD

, I là trung điểm của HM .

Khi đó, mặt phẳng  

P

vuông góc với

CD

tại I cắt tứ diện

ABCD

theo thiết diện là một đa

giác có cạnh ngắn nhất nằm trong mặt phẳng

A.

ABD

. B.

ABC

. C.

ACD

. D.

BCD

.

Lời giải:

Gọi N là trung điểm của BD . Ta có

AD

ABC

ADBC

.

Lại có BCAB nên

BC

ABD

BCBD

BC AN .

ANBD nên

AN

BCD

AN CD

.

Mặt khác CDAH , suy ra

CD

AHN

.

Như vậy, mặt phẳng  

P CD

nên   

P AHN

.

Kẻ

IJ AH IL HN LK, , AN

với

J K L, ,

lần lượt thuộc các cạnh

AC AB BD, ,

.

Suy ra tứ giác IJKL là thiết diện của tứ diện

ABCD

cắt bởi  

P

.

Ta có BDAB

2

AD

2

a 2 ,

BCAC

2

AB

2

a 2

nên tam giác CBD cân tại B ,

suy ra

BMCD

. Suy ra

IL BM

.

Ta có

CDAD

2

AC

2

2a

.

2

a aHMCHCMa 1 5CI CM HM a   

.

2

3 3. 2 2AC CH CD CH   a

;

22 4

AD AC a a a

. . 3 3

AHDCa  .

2 2

5 3

a a

. 4 . 2 5 3

IJ CI CI AH a

IJ a

3 12

AHCH   CH   .

2

3 .. 4 3IL DI DI BM aBMDMILDMa

.

4

1 1 2

KL BL HI a

KL AN

2 2 4

ANBNHM     và K là trung điểm của AB .

1 1 3

AJ HI a

AJ AC

6 6 6

ACHC     .

cos 1BAC AB

JK a

    

6

  .

2 . .cosJK AJ AK AJ AK BAC 6aAC

2

2

2

1

2

6

3

Vậy cạnh ngắn nhất của thiết diện là KL thuộc mặt phẳng 

ABD

.