Để chứng minh rằng đoạn thẳng MNMN là trung điểm của các cạnh ABAB và ACAC trong tứ diện ABCDABCD là song song với mặt phẳng (BCD)(BCD), chúng ta sẽ sử dụng các định nghĩa về trung điểm, vectơ và tính chất của mặt phẳng.
1. **Đặt điểm**:
- Gọi MM là trung điểm của cạnh ABAB, tức là M=A+B2M=A+B2.
- Gọi NN là trung điểm của cạnh ACAC, tức là N=A+C2N=A+C2.
2. **Tính toán vectơ**:
- Vecto MN−→−MN→ có thể tính như sau:
MN−→−=N→−M−→=(A+C2)−(A+B2)=C−B2MN→=N→−M→=(A+C2)−(A+B2)=C−B2
3. **Tạo phương trình mặt phẳng**:
- Mặt phẳng (BCD)(BCD) được xác định bởi ba điểm B,C,DB,C,D. Để xác định một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng này, chúng ta có thể sử dụng hai vectơ:
BC−→−=C→−B→BC→=C→−B→
BD−→−=D→−B→BD→=D→−B→
- Vecto pháp tuyến của mặt phẳng (BCD)(BCD) có thể được tính bởi tích có hướng:
n→=BC−→−×BD−→−n→=BC→×BD→
4. **Kiểm tra tính song song**:
- Để xác định xem MNMN có song song với mặt phẳng (BCD)(BCD) hay không, ta cần kiểm tra xem vecto MN−→−MN→ có nằm trong mặt phẳng (BCD)(BCD) hay không, hay nói cách khác, vecto MN−→−MN→ và n→n→ phải là vuông góc nhau.
- Tính tích vô hướng:
MN−→−⋅n→MN→⋅n→
Nếu tích vô hướng này bằng 00, thì đoạn thẳng MNMN song song với mặt phẳng (BCD)(BCD).
Áp dụng định lý này, chúng ta có thể kết luận rằng MN∥(BCD)MN∥(BCD), từ đó hoàn thành chứng minh.
Như vậy, MNMN là song song với mặt phẳng (BCD)(BCD) theo yêu cầu bài toán.