: Cho tứ diện ABCD. Gọi I và K là trung điểm của AB và CD. Gọi J là một điểm trên đoạn AD sao cho AD = 3JD.
a) Tìm giao điểm F của IJ và (BCD).
b) Tìm giao điểm E của (IJK) và đường thẳng BC. Tính tỉ số: EB/ EC .
c) Chứng minh ba đường thẳng AC, KJ, IE đồng quy tại điểm H. Tính HC/ HA.
d) Chứng minh EJ ∥ HF và đường thẳng IK đi qua trung điểm của đoạn HF.
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi a) Gọi F là giao điểm của IJ và (BCD). Ta có: - Vì I là trung điểm của AB nên IJ song song với CD. - Vì J là trung điểm của AD nên JF = JD. - Vì AD = 3JD nên AJ = 2JD. - Vì IJ song song với CD nên tứ giác AJCF là tứ giác cân. Do đó, ta có AJ = CF và JF = JD = JC. Từ đó, ta có AJ = CF = 2JD = 2JC. Vậy tứ giác AJCF là tứ giác bằng nhau hai cạnh liên tiếp, nên tứ giác AJCF là hình vuông. Do đó, F là giao điểm của đường chéo AC và BD. b) Gọi E là giao điểm của (IJK) và đường thẳng BC. Ta có: - Vì I là trung điểm của AB nên IE song song với BC. - Vì J là trung điểm của AD nên JI song song với BC. - Vì IJ song song với CD nên IJ song song với BC. Do đó, ta có IE || JI || IJ || BC. Vậy tứ giác IJEC là tứ giác bằng nhau hai cạnh đối diện, nên tứ giác IJEC là hình chữ nhật. Từ đó, ta có EB = IC và EC = IJ. Vậy tỉ số EB/EC = IC/IJ. c) Ta có: - Gọi H là giao điểm của AC và KJ. - Vì I là trung điểm của AB nên IJ song song với CD. - Vì J là trung điểm của AD nên JH song song với CD. - Vì K là trung điểm của CD nên KH song song với AB. Do đó, ta có IJ || JH || KH || CD. Vậy ba đường thẳng AC, KJ, IE đồng quy tại điểm H. Từ đó, ta có HC/HA = KC/KA = 1/2. d) Ta có: - Vì I là trung điểm của AB nên IK song song với BD. - Vì J là trung điểm của AD nên HJ song song với BD. - Vì IJ song song với CD nên IJ song song với BD. Do đó, ta có IK || HJ || IJ || BD. Vậy EJ || HF. - Vì I là trung điểm của AB nên IK đi qua trung điểm của HF.