Question

Cho mặt cầu tâm O bán kính r. Gọi ( α ) là mặt phẳng cách tâm O một khoảng h (0 < h < r) và cắt mặt cầu theo đường tròn (C). Đường thẳng d đi qua một điểm A cố định trên (C) và vuông góc với mặt phẳng ( α ) cắt mặt cầu tại một điểm B. Gọi CD là đường kính di động của (C). Chứng minh các tổng AD 2 + BC 2  và AC 2 + BD 2  có giá trị không đổi

Answer 1

Tam giác ADC vuông tại A nên AD 2 = DC 2 - AC 2  (1)

Tam giác ABC vuông tại A nên BC 2 = AC 2 + AB 2  (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra AD 2 + BC 2 = DC 2 + AB 2  (3)

Ta lại có:

AC 2 = DC 2 - AD 2 và BD 2 = AD 2 + AB 2  (4)

DC 2 = 4 r 2 - h 2 ,   AB 2 = 4 h 2  (5)

Từ (4) và (5) ta có:

AC 2 + BD 2 = DC 2 + AB 2 = 4 r 2 - h 2 + 4 h 2 = 4 r 2  (6)

Từ (3) và (6) ta có:  AD 2 + BC 2  =  AC 2 + BD 2  (không đổi)