Bài 4. (4 điểm)
1) Đèn cắm đất hình kim tự tháp là một loại đèn được thiết kế bắt mắt giúp không gian nhà ở trở nên trang trọng và nổi bật hơn. Phần trên của đèn được thiết kế có dạng một hình chóp tứ giác đều có cạnh đáy là 120 mm, chiều cao của đèn cắm đất là 200 mm. Phần dưới của đèn cắm đất dài 130 mm (như hình vẽ minh họa). Tính thể tích phần trên của đèn cắm đất hình kim tự tháp đó.
2) Cho \Delta ABC vuông tại A, AB<AC, đường cao AH. Lấy M thuộc BC sao cho H là trung điểm của đoạn thẳng BM. Lấy E thuộc tia đối của tia HA sao cho HE=AH.
a) Tứ giác ABEM là hình gì? Vì sao?
b) Gọi N là giao điểm của EM và AC. Chứng minh M là trực tâm của \Delta AEC.
c) Lấy F là trung điểm của MC. Chứng minh HF^2=HN^2+NF^2.
1) Phần trên là hình chóp tứ giác đều cạnh đáy 120 mm, chiều cao bằng chiều cao cả đèn trừ phần dưới: h=200-130=70 (mm).
Thể tích: V=\dfrac13\cdot120^2\cdot70=336000 (mm^3).
2a) Tứ giác ABEM có hai đường chéo AE và BM cắt nhau tại H, mà H là trung điểm của BM và của AE (vì HE=AH), nên ABEM là hình bình hành. Lại có AE\perp BM (vì AH là đường cao) nên ABEM là hình thoi.
2b) Do ABEM là hình thoi nên EM\parallel AB; mà AB\perp AC nên EN\perp AC, tức EN là một đường cao của \Delta AEC. Mặt khác CH\perp AE nên CH cũng là đường cao của \Delta AEC. Hai đường cao EN và CH cắt nhau tại M, vậy M là trực tâm của \Delta AEC.
2c) \Delta ANE vuông tại N có NH là trung tuyến ứng với cạnh huyền nên HN=HE, suy ra \widehat{HNM}=\widehat{HEM}.
\Delta MNC vuông tại N có NF là trung tuyến ứng với cạnh huyền nên FN=FM, suy ra \widehat{MNF}=\widehat{NMF}=\widehat{HME} (hai góc đối đỉnh).
Do đó \widehat{HNF}=\widehat{HNM}+\widehat{MNF}=\widehat{HEM}+\widehat{HME}=90^\circ (vì \Delta HME vuông tại H).
Áp dụng định lí Pythagore cho \Delta HNF vuông tại N: HF^2=HN^2+NF^2.