Cho tứ diện ABCD có AC = AD = BC = BD = a. Các cặp mặt phẳng (ACD) và (BCD), (ABC) và (ABD) vuông góc với nhau. Tính theo a độ dài cạnh CD. A.\(\dfrac{{2a}}{{\sqrt 3 }}\) B.\(\dfrac{a}{{\sqrt 3 }}\) C.\(\dfrac{a}{2}\) D.\(a\sqrt 3 \)
Đáp án đúng: A Phương pháp giải: - Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, CD. Chứng minh tam giác ABN, CDM là các tam giác vuông cân. - Tính BN, CN theo MN. - Áp dụng định lí Pytago trong tam giác vuông BCN, từ đó tính MN theo a và suy ra CD theo a.Giải chi tiết: Gọi M, N lần lượt là trung điểm của AB, CD. Vì tam giác ACD, BCD là các tam giác cân lần lượt tại A và B nên \(\left\{ \begin{array}{l}AN \bot CD\\BN \bot CD\end{array} \right.\). Lại có \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {ACD} \right) \bot \left( {BCD} \right) = CD\\AN \subset \left( {ACD} \right),\,\,AN \bot CD\\BN \subset \left( {BCD} \right),\,\,BN \bot CD\end{array} \right.\) \( \Rightarrow \angle \left( {\left( {ACD} \right);\left( {BCD} \right)} \right) = \angle \left( {AN;BN} \right) = \angle ANB = {90^0}\). Dễ thấy \(\Delta ACD = \Delta BCD\,\,\left( {c.c.c} \right) \Rightarrow AN = BN\) \( \Rightarrow \Delta ABN\) vuông cân tại N \( \Rightarrow MN = \dfrac{1}{2}AB\). Chứng minh tương tự ta có \(\Delta MCD\) vuông cân tại M nên \(MN = \dfrac{1}{2}CD\). \( \Rightarrow AB = CD\). Ta có: \(BN = \sqrt 2 MN,\,\,CN = \dfrac{1}{2}CD = MN\). Xét tam giác vuông BCN có: \(B{N^2} + C{N^2} = B{C^2}\) \( \Rightarrow 2M{N^2} + M{N^2} = {a^2} \Rightarrow MN = \dfrac{{a\sqrt 3 }}{3}\). Vậy \(CD = 2MN = \dfrac{{2a\sqrt 3 }}{3}\). Chọn A.