Cho tứ diện ABCD. Trên cạnh AB lấy điểm M sao cho BM = 3AM. Mặt phẳng (P) đi qua M song song với hai đường thẳng AD và BC.
a) Xác định giao điểm K của mặt phẳng (P) với đường thẳng CD.
b) Tính tỉ số \(\frac{{KC}}{{CD}}\).
Lời giải:
a) Trong mặt phẳng (ABD), qua M kẻ đường thẳng song song với AD cắt BD tại E.
Trong mặt phẳng (ABC), qua M kẻ đường thẳng song song với BC cắt AC tại F.
Trong mặt phẳng (ACD), qua F kẻ đường thẳng song song với AD cắt CD tại K.
Do đó, mặt phẳng (P) đi qua M song song với hai đường thẳng AD và BC là mặt phẳng (MEKF).
Vì K thuộc mặt phẳng (MEKF) nên K thuộc mặt phẳng (P).
Vậy K là giao điểm của mặt phẳng (P) và đường thẳng CD.
b) Ta có: BM + AM = AB.
Mà BM = 3AM hay AM = \(\frac{1}{3}\)BM nên BM + \(\frac{1}{3}\)BM = AB ⇔ \(\frac{4}{3}\)BM = AB \( \Leftrightarrow \frac{{BM}}{{AB}} = \frac{3}{4}\).
Xét tam giác BAD có ME // AD, theo định lí Thalés ta có: \(\frac{{BE}}{{BD}} = \frac{{BM}}{{AB}} = \frac{3}{4}\).
Xét tam giác BCD có EK // BC, theo định lí Thalés ta có: \(\frac{{KC}}{{CD}} = \frac{{BE}}{{BD}} = \frac{3}{4}\).
Vậy \(\frac{{KC}}{{CD}} = \frac{3}{4}\).