Xét tam giác ABD vuông tại A, ta có:
BD² = AB² + AD² = a² + 2a² = 3a²
BD = a√3
Xét tam giác ABM vuông tại A, ta có:
BM² = AB² + AM² = a² + (a√2 / 2)² = a² + a²/2 = 3a²/2
BM = a√(3/2)
Xét tam giác ADM vuông tại A, ta có:
DM = AM = a√2 / 2
Xét tam giác BCD vuông tại C, ta có:
BC = AD = a√2
CD = AB = a
BD = a√3 (cmt)
Xét tam giác BDM, ta có:
BM² + DM² = 3a²/2 + a²/2 = 2a²
BD² = 3a²
BM² + DM² ≠ BD²
Xét tam giác ABC vuông tại A, ta có:
AC² = AB² + BC² = a² + 2a² = 3a²
AC = a√3
Xét tam giác ABM, ta có:
BM² = AB² + AM² = a² + a²/2 = 3a²/2
Xét tam giác ACM, ta có:
CM² = CD² + DM² = a² + a²/2 = 3a²/2
BM = CM
Tam giác BCD có BC = AD = 2AM, ta có:
BM là đường trung tuyến của tam giác ABD
CM là đường trung tuyến của tam giác BCD
Gọi O là giao điểm của AC và BM.
Tam giác ABD có BM là đường trung tuyến.
AO = 2/3 AC
Tam giác BCD có CM là đường trung tuyến.
CO = 2/3 AC
AO = CO
Tam giác BCM có BM = CM, suy ra:
Tam giác BCM cân tại C
CO là đường trung tuyến
CO cũng là đường cao
CO vuông góc BM
AC vuông góc BM
Ta có: SA vuông góc (ABCD), suy ra SA vuông góc BM.
Ta có: AC vuông góc BM (cmt).
Suy ra: BM vuông góc (SAC) (vì BM vuông góc với hai đường thẳng cắt nhau SA và AC trong (SAC)).
Ta có: BM nằm trong (SMB).
Ta có: BM vuông góc (SAC) (cmt).
Suy ra: (SAC) vuông góc (SMB) (nếu một đường thẳng nằm trong mặt phẳng này vuông góc với mặt phẳng kia thì hai mặt phẳng đó vuông góc với nhau).
Vậy, (SAC) vuông góc với (SMB) (điều phải chứng minh).