Chứng minh đẳng thức vectơ trong hình hộp ABCD.A'B'C'D'
Problem:
Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Chứng minh rằng:
a) \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {DD'} + \overrightarrow {C'D'} = \overrightarrow {CC'} \)
b) \(\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {CD'} - \overrightarrow {CC'} = \overrightarrow 0 \)
c) \(\overrightarrow {BC} - \overrightarrow {CC'} + \overrightarrow {DC} = \overrightarrow {A'C} \)
a) Vì ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\).
Vì CDD'C' là hình bình hành nên \(\overrightarrow{C'D'} = \overrightarrow{CD}\) và \(\overrightarrow{DD'} = \overrightarrow{CC'}\).
Do đó:
\[\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{DD'} + \overrightarrow{C'D'} = \overrightarrow{DC} + \overrightarrow{CC'} + \overrightarrow{CD}\]
\[= \left(\overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DC}\right) + \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{0} + \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{CC'}\]
b) Vì CDD'C' là hình bình hành nên \(\overrightarrow{CD'} - \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{C'D'} = \overrightarrow{CD}\) (do \(\overrightarrow{CD'} = \overrightarrow{CC'} + \overrightarrow{C'D'}\), suy ra \(\overrightarrow{CD'} - \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{C'D'} = \overrightarrow{CD}\)).
Do đó:
\[\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD'} - \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{C'D'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD}\]
Vì ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC} = -\overrightarrow{CD}\), suy ra:
\[\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD} = -\overrightarrow{CD} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{0}\]
c) Vì ABCD là hình bình hành nên \(\overrightarrow{CB} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{CA}\).
Vì A'ACC' là hình bình hành nên \(\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CC'} = \overrightarrow{CA'}\).
Biến đổi vế trái:
\[\overrightarrow{BC} - \overrightarrow{CC'} + \overrightarrow{DC} = -\overrightarrow{CB} - \overrightarrow{CD} - \overrightarrow{CC'}\]
\[= -\left(\overrightarrow{CB} + \overrightarrow{CD}\right) - \overrightarrow{CC'}\]
\[= -\overrightarrow{CA} - \overrightarrow{CC'}\]
\[= -\left(\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CC'}\right) = -\overrightarrow{CA'} = \overrightarrow{A'C}\]