Giải SBT toán hình học và đại số giải tích 11 cơ bản Ôn tập cuối năm Hình học 11

Bài 3 trang 199 SBT hình học 11


Giải bài 3 trang 199 sách bài tập hình học 11. Cho tứ diện SABC có SA, SB, SC vuông góc với nhau từng đôi một. Gọi H là hình chiếu vuông góc của S lên mp(ABC)...

Đề bài

Cho tứ diện SABC có SA, SB, SC vuông góc với nhau từng đôi một. Gọi H là hình chiếu vuông góc của S lên mp(ABC).

a) Chứng minh rằng H là trực tâm của tam giác ABC.

b) Chứng minh rằng \(\dfrac{1}{{S{H^2}}} = \dfrac{1}{{S{A^2}}} + \dfrac{1}{{S{B^2}}} + \dfrac{1}{{S{C^2}}}\)

c) Chứng minh rằng (SSBC)2 = (SHBC). (SABC) và

(SABC)2 = (SSAB)2 + (SSBC)2 + (SSCA)2

d) Chứng minh rằng

SG2 = (SA2 + SB2 + SC2)/9 (G là trọng tâm của tam giác ABC) và

(AB + BC + CA)2 ≤ 6(SA2 + SB2 + SC2).

e) Chứng minh rằng tam giác ABC có ba góc nhọn và

SA2tanA = SB2tanB = SC2tanC = 2SABC

Quảng cáo

Lộ trình SUN 2025

Lời giải chi tiết

a) Ta chứng minh: CH ⊥ AB & AH ⊥ BC

Ta có: AB ⊥ SC (do SH ⊥ (ABC)) & AB ⊥ SH (do SC ⊥ (SAB))

⇒ AB ⊥ (SCH) ⇒ AB ⊥ CH (1)

Tương tự, ta có BC ⊥ (SAH) nên AH ⊥ BC (2)

Từ (1) và (2) cho ta H là trực tâm ΔABC.

b) Giả sử CH kéo dài cắt AB tại C’, ta có

AB ⊥ CC' (do H là trực tâm) & AB ⊥ SC' (do AB ⊥ (SCH))

Trong tam giác SCC’, ta có \(\dfrac{1}{{S{H^2}}} = \dfrac{1}{{S{C^2}}} + \dfrac{1}{{SC{'^2}}}\) (3)

Mà SC’ là đường cao trong tam giác vuông SAB nên

Tương tự, ta có (SSCA )2 = SHCA. SABC (7)

(SSAB )2 = SHAB. SABC (8)

Cộng (6), (7), (8) vế theo vế, ta có

\(\begin{array}{l}{\left( {{S_{SBC}}} \right)^2} + {\left( {{S_{SCA}}} \right)^2} + {\left( {{S_{SAB}}} \right)^2}\\ = {S_{ABC}}\left( {{S_{HBC}} + {S_{HCA}} + {S_{HAB}}} \right)\\ = {S_{ABC}}.{S_{ABC}} = {\left( {{S_{ABC}}} \right)^2}\end{array}\)

Áp dụng bất đẳng thức Cô-si, ta có:

2AB. BC ≤ AB2 + BC2

2CA. AB ≤ CA2 + AB2

2BC. CA ≤ BC2 + CA2

Suy ra (AB + BC + CA)2 = AB2 + BC2 + CA2 + 2(AB.BC + BC.CA + CA.AB)

≤ 3(AB2 + BC2 + CA2)

≤ 3(SA2 + SB2 + SB2 + SC2 + SC2 + SA2)

≤ 6(SA2 + SB2 + SC2).

e) Đặt SA = a, SB = b, SC = c

Trong ΔABC, ta có: \(\cos A = \dfrac{{A{B^2} + A{C^2} - B{C^2}}}{{2AB.AC}}\) \( = \dfrac{{{a^2}}}{{\sqrt {\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{a^2} + {c^2}} \right)}  > 0}}\)

Tương tự cosB > 0, cosC > 0.

Vậy ΔABC có ba góc nhọn.

Mặt khác, ta có: 

\(\begin{array}{l}S{A^4}.{\tan ^2}A = {a^4}\left( {\dfrac{1}{{{{\cos }^2}A}} - 1} \right)\\ = {a^4}\left[ {\dfrac{{\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{a^2} + {c^2}} \right)}}{{{a^4}}} - 1} \right]\end{array}\)

= (a2 + b2)(a2 + c2) - a4 = a2 b2 + b2 c2 + c2 a2

= 4(SSAB2 + SSBC2 + SSCA2) = 4(SABC)2

⇒ SA2tanA = 2SABC.

Tương tự, ta có: SB2tanB = SC2tanC = 2SABC.

Vậy SA2tanA = SB2tanB = SC2tanC = 2SABC.

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu
Bài tiếp theo
  • Bài 4 trang 200 SBT hình học 11

    Giải bài 4 trang 200 sách bài tập hình học 11. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a...

  • Bài 5 trang 200 SBT hình học 11

    Giải bài 5 trang 200 sách bài tập hình học 11. Cho lăng trụ ABCD.A'B'C'D' có đáy ABCD là hình thoi, AB = a√3, ∠BAD = 120o. Góc giữa đường thẳng AC' và mặt phẳng (ADD'A') là 30 o. Gọi M là trung điểm A'D', N là trung điểm BB'. Tính khoảng cách từ N đến mặt phẳng (C'MA)

  • Bài 6 trang 200 SBT hình học 11

    Giải bài 6 trang 200 sách bài tập hình học 11. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang vuông tại A và B với AB = BC = a, AD = 2a. Cạnh bên SA vuông góc với đáy và SC tạo với (SAD) góc 30o. Gọi G là trọng tâm tam giác SAB. Tính khoảng cách từ G đến mặt phẳng (SCD).

  • Bài 7 trang 200 SBT hình học 11

    Giải bài 7 trang 200 sách bài tập hình học 11. Cho lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác vuông với AB = BC = a, cạnh bên AA' = a√2. Gọi M là trung điểm BC. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AM, B'C.

  • Bài 8 trang 200 SBT hình học 11

    Giải bài 8 trang 200 sách bài tập hình học 11. Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a. Gọi E là điểm đối xứng của D qua trung điểm SA, M là trung điểm của AE, N là trung điểm của BC. Chứng minh rẳng MN vuông góc với BD và tính khoảng cách giữa hai đường thẳng MN và AC.

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 11 - Xem ngay

Báo lỗi - Góp ý

2K7 tham gia ngay group để nhận thông tin thi cử, tài liệu miễn phí, trao đổi học tập nhé!

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Các bài khác cùng chuyên mục


App Loigiaihay trên google play store App Loigiaihay trên apple store

Copyright © 2021 loigiaihay.com

DMCA.com Protection Status
App Loigiaihay trên apple store App Loigiaihay trên google play store

Đăng ký để nhận lời giải hay và tài liệu miễn phí

Cho phép loigiaihay.com gửi các thông báo đến bạn để nhận được các lời giải hay cũng như tài liệu miễn phí.

Đồng ý Bỏ qua