Ta có:

\(\left. \begin{array}{l}\left( {ABD} \right) \bot \left( {BCD} \right)\\\left( {ABD} \right) \cap \left( {BCD} \right) = BD\\C{\rm{D}} \subset \left( {BCD} \right)\\C{\rm{D}} \bot B{\rm{D}}\end{array} \right\} \Rightarrow C{\rm{D}} \bot \left( {ABD} \right) \Rightarrow C{\rm{D}} \bot A{\rm{D}}\)

Vậy tam giác \(ACD\) vuông tại \(D\).

a)     Vì \(AB \bot \left( {BCD} \right) \Rightarrow AB \bot CD\)

Mà \(CD \bot BC\)\( \Rightarrow CD \bot \left( {ABC} \right)\)

Lại có \(BM \in \left( {ABC} \right)\)\( \Rightarrow CD \bot BM\)

b)    Ta có \(\left. \begin{array}{l}BM \bot CD\\BM \bot AC\end{array} \right\} \Rightarrow BM \bot \left( {ACD} \right)\)

Mà \(MN \in \left( {ACD} \right) \Rightarrow BM \bot MN\)

a)     Vì \(AB \bot \left( {BCD} \right) \Rightarrow AB \bot CD\left( 1 \right)\)

Có H là trực tâm của tam giác BCD \( \Rightarrow BH \bot CD\left( 2 \right)\)

Tử (1) và (2) \( \Rightarrow CD \bot \left( {ABH} \right)\)

b)    Vì \(AB \bot \left( {BCD} \right) \Rightarrow AB \bot CD\left( 1 \right)\)

Có K là trực tâm của tam giác BCD \( \Rightarrow AK \bot CD\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) \( \Rightarrow CD \bot \left( {ABK} \right)\)

Gọi M là trung điểm AB

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}CM\perp AB\\DM\perp AB\end{matrix}\right.\) (trong tam giác đều trung tuyến đồng thời là đường cao)

\(\Rightarrow AB\perp\left(CDM\right)\)

\(\Rightarrow AB\perp CD\)

Giả sử AB ⊥ CD ta phải chứng minh:

Thật vậy, kẻ BE ⊥ CD tại E, do AB⊥CD ta suy ra CD ⊥ (ABE) nên CD ⊥ AE. Áp dụng định lí Py-ta-go cho các tam giác vuông AEC, BEC, AED và BED ta có:

Nếu A C 2   −   A D 2   =   B C 2   −   B D 2   =   k 2  thì trong mặt phẳng (ACD) điểm A thuộc đường thẳng vuông góc với CD tại điểm H trên tia ID với I là trung điểm của CD sao cho 

Tương tự điểm B thuộc đường thẳng vuông góc với CD cũng tại điểm H nói trên. Từ đó suy ra CD vuông góc với mặt phẳng (ABH) hay CD ⊥ AB.

Nếu  A C 2   −   A D 2   =   B C 2   −   B D 2   = -   k 2  thì ta có và đưa về trường hợp xét như trên  A C 2   −   A D 2   =   B C 2   −   B D 2   =   - k 2 .

Chú ý. Từ kết quả của bài toán trên ta suy ra:

Tứ diện ABCD có các cặp cạnh đối diện vuông góc với nhau khi và chỉ khi A B 2   +   C D 2   =   A C 2   +   B C 2 .

tham khảo:

a) Vì SA⊥(ABCD) nên SA⊥CD

Ta có: DC⊥AD;DC⊥SA nên DC⊥(SAD)

b) Vì SA⊥(ABCD) nên SA⊥CM

Ta có: AB = 2CD nên AM = CD. Suy ra AMCD là hình chữ nhật nên CM⊥AB

Mà CM⊥SA

Suy ra: CM⊥(SAB)