Sách bài tập Toán 11 Bài 3: Đường thẳng và mặt phẳng song song
Lời giải:
Gọi M, N lần lượt là trung điểm của DB, DC.
Xét ∆DBC có M, N lần lượt là trung điểm của DB, DC nên MN là đường trung bình của ∆DBC, suy ra MN // BC.
Do G1 là trọng tâm ∆ABD nên ;
G2 là trọng tâm ∆ACD nên .
Do đó .
Trong tam giác AMN, ta có nên G1G2 // MN (định lí Thalès đảo)
Mà MN // BC (chứng minh trên)
Suy ra G1G2 // MN // BC, mà BC ⊂ (ABC), MN ⊂ (BCD).
Suy ra G1G2 song song với các mặt phẳng (ABC) và (BCD).
a) Chứng minh OO’ song song với các mặt phẳng (ADF) và (BCE).
Lời giải:
a) Do O, O’ lần lượt là tâm của hình bình hành ABCD và ABEF nên O là trung điểm của BD, AC và O’ là trung điểm của BF, AE.
Xét trong ∆BDF có: O, O’ lần lượt là trung điểm của BD, BF nên OO’ là đường trung bình của ∆BDF, suy ra OO’ // DF (1)
Tương tự, trong ∆ACE ta cũng có OO’ // CE (2)
Từ (1) và (2) suy ra OO’ // DF // CE, mà DF ⊂ (ADF), CE ⊂ (BCE)
Suy ra OO’ song song với các mặt phẳng (ADF) và (BCE).
b) Do AM = AF, AN = AD nên
Xét ∆ADF có suy ra MN // DF (định lý Thalès đảo)
Mà DF ⊂ (DCEF), suy ra MN // (DCEF).
Lời giải:
a) Gọi F là giao điểm của MN và BC.
Ta có MN // AB, suy ra NF // BI (vì F ∈ MN, I ∈ AB).
Trong ∆CIB có NF // BI, nên theo định lí Thalès ta có: (1)
Mặt khác, AM = AD suy ra
Lại có MF // AB // DC nên (2)
Từ (1) và (2) suy ra
Trong ∆SAB, ta có G là trọng tâm nên .
Trong ∆SIC, ta có suy ra GN // SC (định lí Thalès đảo).
Mà SC ⊂ (SDC), do đó NG // (SDC).
b) Trong mặt phẳng (ABCD), gọi O là giao điểm của MI và DC.
Trong ∆OCI có MN // OC (do O ∈ DC), suy ra (theo định lí Thalès).
Mà (G là trọng tâm của ∆SAB).
Do đó, trong ∆SOI có , suy ra MG // OS (định lí Thalès đảo).
Mà OS ⊂ (SDC), do đó MG // (SDC).
a) MN song song với các mặt phẳng (SBC) và (SAD);
Lời giải:
a) Hình bình hành ABCD có M, N lần lượt là trung điểm của hai cạnh AB và CD nên MN // AD // BC
Ta có MN // BC và BC ⊂ (SBC), suy ra MN // (SBC);
MN // AD và AD ⊂ (SAD), suy ra MN // (SAD).
Vậy MN song song với các mặt phẳng (SBC) và (SAD).
b) Trong ∆SAB, có P, M lần lượt là trung điểm của SA, AB nên PM là đường trung bình, suy ra PM // SB
Mà PM ⊂ (MNP), suy ra SB // (MNP).
c) Trong mặt phẳng (SAB) vẽ đường thẳng d đi qua S và song song AB.
Gọi E là giao điểm của MP và d.
Ta có d // AB hay ES // AB, mà AB // CD nên ES // DC, tức là ES // NC (1)
Ta cũng có ES // MB và EM // SB nên MBSE là hình bình hành, suy ra ES = MB
Mà MB = NC (do M, N lần lượt là trung điểm của AB, DC và AB = DC)
Suy ra ES = NC (2)
Từ (1) và (2) suy ra ESCN là hình bình hành nên SC // NE.
Lại có NE ⊂ (MNP), suy ra SC // (MNP).
d) Gọi I là trung điểm của BC.
Do G1 và G2 theo thứ tự là trọng tâm của ∆ABC và ∆SBC nên
Trong ∆SIA, ta có , suy ra G1G2 // SA (định lí Thalès đảo)
Mà SA ⊂ (SAD), nên G1G2 // (SAD).
Lời giải:
Gọi N, P, R lần lượt là trung điểm của AD, SD, SB.
Xét ∆ABD có M, N lần lượt là trung điểm của AB, AD nên MN là đường trung bình của tam giác. Do đó MN // BD.
Ta có MN // BD và MN ⊂ (MNPR) nên BD // (MNPR)
Tương tự, ta cũng có SA // (MNPR)
Ta thấy (MNPR) đi qua M và song song với BD, và SA nên chính là mp(α).
Trong mặt phẳng (SAB) vẽ đường thẳng d đi qua S và d // AB // CD.
Khi đó, giả sử MR cắt d tại I, PI cắt SC tại Q.
Lúc này, mặt phẳng (α) là (MNPI).
Ta có MN ⊂ (ABCD), MN ⊂ (MNPI) nên (MNPI) ∩ (ABCD) = MN hay (α) ∩ (ABCD) = MN.
Tương tự, (α) ∩ (SAD) = NP, (α) ∩ (SCD) = PQ, (α) ∩ (SBC) = QR, (α) ∩ (SAB) = MR.
Xem thêm các bài giải SBT Toán lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 1: Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian
Bài 2: Hai đường thẳng song song