Cho tứ diện đều ABCD cạnh a, \( \cos(AB, IC) = \frac{\sqrt{a}}{b} \), với I là trung điểm của AD. Tính \( 2a + b \) Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải bài toán này, ta sẽ sử dụng hình học không gian kết hợp với một số kiến thức về vectơ. ### Bước 1: Xác định các điểm trong tứ diện đều Cho tứ diện đều \( ABCD \) với cạnh \( a \). Ta có thể xác định tọa độ các điểm như sau: - \( A(0, 0, 0) \) - \( B(a, 0, 0) \) - \( C\left( \frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{2}, 0 \right) \) - \( D\left( \frac{a}{2}, \frac{a\sqrt{3}}{6}, \frac{a\sqrt{2}}{3} \right) \) Tọa độ điểm \( I \): Trung điểm của \( AD \) là: \[ I\left( \frac{0 + \frac{a}{2}}{2}, \frac{0 + \frac{a\sqrt{3}}{6}}{2}, \frac{0 + \frac{a\sqrt{2}}{3}}{2} \right) = \left( \frac{a}{4}, \frac{a\sqrt{3}}{12}, \frac{a\sqrt{2}}{6} \right) \] ### Bước 2: Tính vectơ \( AB \) và \( IC \) - Vectơ \( AB = B - A = (a, 0, 0) \) - Vectơ \( IC = C - I = \left( \frac{a}{2} - \frac{a}{4}, \frac{a\sqrt{3}}{2} - \frac{a\sqrt{3}}{12}, 0 - \frac{a\sqrt{2}}{6} \right) = \left( \frac{a}{4}, \frac{5a\sqrt{3}}{12}, -\frac{a\sqrt{2}}{6} \right) \) ### Bước 3: Tính cosin của góc giữa hai vectơ Ta cần tính \( \cos(AB, IC) \): \[ \cos(AB, IC) = \frac{AB \cdot IC}{|AB| |IC|} \] **Tính \( AB \cdot IC \)**: \[ AB \cdot IC = a \cdot \frac{a}{4} + 0 \cdot \frac{5a\sqrt{3}}{12} + 0 \cdot -\frac{a\sqrt{2}}{6} = \frac{a^2}{4} \] **Tính độ dài \( |AB| \)**: \[ |AB| = a \] **Tính độ dài \( |IC| \)**: \[ |IC| = \sqrt{\left( \frac{a}{4} \right)^2 + \left( \frac{5a\sqrt{3}}{12} \right)^2 + \left( -\frac{a\sqrt{2}}{6} \right)^2} \] \[ = \sqrt{ \frac{a^2}{16} + \frac{25a^2}{144} + \frac{2a^2}{36} } \] \[ = \sqrt{ \frac{9a^2}{144} + \frac{25a^2}{144} + \frac{8a^2}{144} } = \sqrt{ \frac{42a^2}{144} } = a \cdot \sqrt{ \frac{7}{24} } \] ### Bước 4: Tính cosin \[ \cos(AB, IC) = \frac{\frac{a^2}{4}}{a \cdot a \cdot \sqrt{ \frac{7}{24} }} = \frac{1}{4 \sqrt{ \frac{7}{24} }} = \frac{\sqrt{\frac{24}{7}}}{4} = \frac{\sqrt{24}}{4\sqrt{7}} = \frac{2\sqrt{6}}{4\sqrt{7}} = \frac{\sqrt{6}}{2\sqrt{7}} \] ### Bước 5: So sánh với giá trị cho trước Theo bài toán, ta có: \[ \frac{\sqrt{6}}{2\sqrt{7}} = \frac{\sqrt{a}}{b} \] Từ đó, ta có thể lập tỉ lệ để tìm \( a \) và \( b \). ### Kết luận Tính \( 2a + b \) khi \( a \) và \( b \) có quan hệ nhất định từ tỉ lệ này. Tuy nhiên để hoàn thành, cần biết thêm thông tin về \( a \) và \( b \) để có thể tính được giá trị cụ thể cho \( 2a + b \). Mong bạn có thể cung cấp thêm thông tin hoặc tham số cụ thể hơn!