Giải bài 4 trang 18 – SGK môn Hình học lớp 12

Cho hình bát diện đều \(ABCDEF.\)
 
Chứng minh rằng:

a) Các đoạn thẳng \(AF, BD\) và \(CE\) đôi một vuông góc với nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường.
 
b) \(ABFD, AEFC\) và \(BCDE\) là những hình vuông.
 
  
Lời giải:
Gợi ý:
 
a) Chứng minh BCDE là hình thoi
 
b) Vận dụng dấu hiệu: Hình thoi có hai đường chéo bằng nhau là hình vuông
a) Ta có: \(B, C, D, E\) cách đều \(A\) và \(F\) suy ra \(B, C, D, E\) cùng nằm trên mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng \(AF.\)
 
Trong \((BCDE)\), ta có \(BC = CD = DE = EB.\)
 
\(⇒\) Tứ giác \(BCDE\) là hình thoi.
 
Vậy \(BD\) và \(CE\) vuông góc nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường (tính chất hai đường chéo của hình thoi).
 
Chứng minh tương tự, \( ⇒ AF \,\text{và}\, BD, AF\) và \(CE\) vuông góc nhau và cắt nhau tại trung điểm mỗi đường.
 
b) \(Do\, AI⊥(BCDE), AB=AC=AD=AE\)
 
\(⇒△ABI=△AEI=△ACI=△ADI\) (cạnh huyền và cạnh góc vuông). 
 
\(⇒IB=IC=ID=IE⇒BD=EC.\)
 
Mà \(BCDE\) là hình thoi (theo câu a).
 
\(⇒BCDE\) là hình vuông.
 
Chứng minh tương tự, ta được: \(ABFD, AEFC\) là những hình vuông.