Cho hình chóp S.ABCD có \(S(3;3;\frac{13}{2}), A(1;2;3),B(-1;4;6),C(2;1;10), D(4;-1;7)\) a) CMR: ABCD là hình chữ nhật, \(SI\perp (ABCD)\) với I là giao điểm AC, BD b) Tính VS.ABCD
a) \(\overrightarrow{AB}=(-2;2;3)\) \(\overrightarrow{DC}=(-2;2;3)\) \(\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}, A, B, C\) Vậy ABCD là hình bình hành (1) \(\overrightarrow{AD}=(3;-3;4)\) \(\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AD}=-6-6+12=0\Rightarrow AB\perp AD \ (2)\) Từ (1) (2) ta có ABCD là hình chữ nhật ABCD là hình chữ nhật nên I là trung điểm AC \(\Rightarrow I(\frac{3}{2};\frac{3}{2};\frac{13}{2})\) \(\overrightarrow{SI}=(-\frac{3}{2};-\frac{3}{2};0)\) \(\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{SI}=-2(-\frac{3}{2})+2(-\frac{3}{2})+3.0=0\) \(\Rightarrow AB\perp SI \ \ (3)\) \(\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{SI}=3(-\frac{3}{2})-3(-\frac{3}{2})+4.0=0\) \(\Rightarrow AD\perp SI\) (4) Từ (3) (4), ta có SI \(\perp\) (ABCD) b) Cách 1: ABCD là hình chữ nhật nên đường thẳng ABCD = AB.AD \(\sqrt{(-2)^2+2^2+3^2}.\sqrt{3^2+(-3)^2+4^2}=\sqrt{17}.\sqrt{34}=17\sqrt{2}\) \(SI=\sqrt{\left ( -\frac{3}{2} \right )^2+\left ( -\frac{3}{2} \right )^2}= \frac{3}{2}\sqrt{2}\) \(V_{S.ABCD}=\frac{1}{3}SI.dt \ ABCD = \frac{1}{3}.\frac{3}{2}\sqrt{2}.17\sqrt{2}=17\) Cách 2: dt ABCD = 2 dt ABD nên \(V_{S.ABCD}=2.V_{SABD}=2.\frac{1}{6}\left | \left [ \overrightarrow{AB};\overrightarrow{AD} \right ].\overrightarrow{AS} \right |\) \(\left [ \overrightarrow{AB};\overrightarrow{AD} \right ] =\left ( \begin{vmatrix} 2 \ \ 3\\ -3 \ \ 4 \end{vmatrix}; \begin{vmatrix} 3 \ \ -2\\ 4 \ \ 3 \end{vmatrix};\begin{vmatrix} -2 \ \ 2\\ 3 \ \ -3 \end{vmatrix}\right )=(17;17;0)\) \(\overrightarrow{AS}=(2;1;\frac{7}{2})\) \(\left [ \overrightarrow{AB};\overrightarrow{AD} \right ].\overrightarrow{AS} = 17.2+17.1+0.\frac{7}{2}=51\) \(V_{S.ABCD}=2.\frac{1}{6}.51=17\)