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【题目】在三棱锥各棱所在的6条直线上,互相垂直的最多有儿对?(每两条组成一对)

【答案】6

【解析】

分三步证明最多有6对互相垂直的直线.

(1)6对是可以达到的.

时,由线面垂直的性质有.

又由三垂线定理,有.这就得出6对互相垂直的直线(如图所示).

(2)8对是不可能的.

由于一个三角形的内角中最多有一个直角,最少有两个锐角,所以4个面三角形至少有8个锐角,又由6条直线可以组成对直线,知,互相垂直的直线不超过7对.

(3)7对是不可能的.

若不然,有7对垂直直线,因异面直线只有3对,故至少有4对垂直直线是共面的,

得三棱锥的4个表面都必须是直角三角形(得4对).

进而3对成异面直线的棱也互相垂直.

此时,三棱锥的一个顶点在所对面上的射影必是该三角形的垂心,

而直角三角形的垂心就是直角顶点,所以这个三棱锥的一条侧棱与底面垂直,且垂足就是垂面三角形的顶点(图中,).

这时底面三角形直角顶点的对面为锐角三角形(为锐角三角形),与4个面均为直角三角形矛盾.

综上得,互相垂直的直线最多有6对.

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