Bài 2 trang 76 SBT Toán 11 - Chân trời sáng tạo tập 2: Cho tứ diện ABCD có hai mặt phẳng (ABC) và (ABD) cùng vuông góc với (DBC)...

Đề bài :

Cho tứ diện ABCD có hai mặt phẳng (ABC) và (ABD) cùng vuông góc với (DBC). Vẽ các đường cao BE, DF của tam giác BCD, đường cao DK của tam giác ACD.

a) Chứng minh hai mặt phẳng (ABE) và (DFK) cùng vuông góc với (ADC).

b) Gọi O và H là trực tâm \(\Delta BCD\) và \(\Delta ACD\). Chứng minh OH vuông góc với (ADC).

Hướng dẫn giải :

+ Sử dụng kiến thức về điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc: Điều kiện cần và đủ để hai mặt phẳng vuông góc là mặt phẳng này chứa một đường thẳng vuông góc với mặt phẳng kia.

+ Sử dụng kiến thức về tính chất cơ bản của hai mặt phẳng vuông góc: Nếu hai mặt phẳng cắt nhau cùng vuông góc với mặt phẳng thứ ba thì giao tuyến của chúng cũng vuông góc với mặt phẳng thứ ba.

Lời giải chi tiết :

a) Vì AB là giao tuyến của hai mặt phẳng (ABC) và (ABD), hai mặt phẳng (ABC) và (ABD) cùng vuông góc với (DBC) nên \(AB \bot \left( {BCD} \right)\)\( \Rightarrow AB \bot CD\)

Mà \(BE \bot CD \Rightarrow CD \bot \left( {ABE} \right)\). Lại có: \(CD \subset \left( {ACD} \right) \Rightarrow \left( {ABE} \right) \bot \left( {ACD} \right)\)

Vì \(AB \bot \left( {BCD} \right) \Rightarrow AB \bot DF\), mà \(DF \bot BC \Rightarrow DF \bot \left( {ABC} \right) \Rightarrow DF \bot AC\)

Mà \(DK \bot AC \Rightarrow AC \bot \left( {DFK} \right)\). Lại có: \(AC \subset \left( {ADC} \right) \Rightarrow \left( {DFK} \right) \bot \left( {ADC} \right)\)

b) Vì O là giao điểm của hai đường cao BE và DF, H là giao điểm của hai đường cao AE và DK nên OH là giao tuyến của (ABE) và (DFK).

Mà \(\left( {ABE} \right) \bot \left( {ACD} \right),\left( {DFK} \right) \bot \left( {ADC} \right)\) và nên \(OH \bot \left( {ACD} \right)\)