Cho một lăng trụ đứng ABC.A'B'C' có đáy ABC là tam giác cân đỉnh A, =α, BC' hợp với đáy (ABC) một góc β. Gọi I là trung điểm của AA'. Biết rằng góc BIC là góc vuông 1. chứng tỏ rằng BIC là tam giác vuông cân (học sinh tự chứng minh) 2. Chứng minh rằng tan2α+tan2β=1
1. Đặt h=BB', a=B'C'. Gọi D là trung điểm BC. Vì lăng trụ đã cho là lăng trụ đứng nên các tam giác IAC và IAB đều vuông ở A và ta có
IB2=IA2+AB2; IC2=IA2+AC2.
Theo giả thiết AB=AC nên IB=IC => tam giác IBC vuông cân.
2. Có BB'⊥(A'B'C') => BC là hình chiếu vuông góc của BC' xuống (ABC)
=> =β => tan2 β=. ∆ ABC cân ở A, D là trung điểm BC => AD⊥BC
=> tanα== => tan2α=
tan2α+tan2 β== =
Mà tam giác IAD vuông cân ở A => IA2+AD2=ID2.
∆IAB vuông cân ở I
=> ID== => IA2+AD2= => tan2α+tan2 β=1 (đpcm)