Giải SBT Toán 11 Bài 11: Hai đường thẳng song song
a, Đường thẳng NP song song với đường thẳng BD.
b, Đường thẳng NP cắt BD.
Lời giải:
a,
NP là giao tuyến của hai mặt phẳng (MNP và (BCD
BD là giao tuyến của hai mặt phẳng (ABD và (BCD
Mà NP // BD nên giao tuyến của (MNP và (ABD cũng là một đường thẳng song song với NP và BD.
Ta thấy M thuộc AB nên M là điểm chung của (MNP và (ABD.
Vậy giao tuyến của (MNP và (ABD là đường thẳng d đi qua M, song song với NP và BD.
Trong mặt phẳng (ABD, gọi Q là giao điểm giữa d và AD.
Vậy giao điểm của đường thẳng AD và mặt phẳng (MNP chính là điểm Q.
b,
NP là giao tuyến của hai mặt phẳng (MNP) và (BCD)
BD là giao tuyến của hai mặt phẳng (ABD) và (BCD)
Mà đường thẳng NP và BD cắt nhau nên giao tuyến d của (MNP) và (ABD) là một đường thẳng đồng quy với NP và BD. (gọi R là giao điểm của NP và BD, vậy d đi qua điểm R
Ta thấy M thuộc AB nên M là điểm chung của (MNP) và (ABD). Vậy M thuộc đường giao tuyến d.
Trong mặt phẳng (BCD) gọi S là giao điểm của MR và BD, vậy giao tuyến d cũng sẽ đi qua điểm S.
Vậy giao điểm của đường thẳng AD và mặt phẳng (MNP) chính là điểm S.
a, Xác định các giao tuyến của mặt phẳng (MAB với các mặt của hình chóp.
b, Xác định các giao tuyến của mặt phẳng (MAD với các mặt của hình chóp.
Lời giải:
a,
Xét ba mặt phẳng (MAB, (SCD và (ABCD
AB là giao tuyến của (MAB và (ABCD
CD là giao tuyến của (SCD và (ABCD
Mà AB//CD (hình bình hành ABCD nên giao tuyến của (MAB và (SCD cũng song song với AB và CD.
Ta thấy M thuộc SC nên M là một điểm chung của (MAB và (SCD. Vậy giao tuyến sẽ là đường thẳng qua M, song song với AB, CD.
Vẽ MN//CD trong mặt phẳng (SCD.
Ta thấy giao tuyến của (MAB và các mặt của chóp lần lượt là MN, NA, AB, MB.
b,
Xét ba mặt phẳng (MAD), (SBC và (ABCD)
AD là giao tuyến của (MAD) và (ABCD)
CB là giao tuyến của (SBC) và (ABCD)
Mà AD//CB (hình bình hành ABCD nên giao tuyến của (MAD và (SBC cũng song song với AD và CB.
Ta thấy M thuộc SC nên M là một điểm chung của (MAD và (SBC). Vậy giao tuyến sẽ là đường thẳng qua M, song song với AD, CB.
Vẽ MP//CB trong mặt phẳng (SCB)
Ta thấy giao tuyến của (MAD) và các mặt của chóp lần lượt là MP, PA, AB, MB.
a) Xác định giao tuyến d của hai mặt phẳng (MCD) và (NAB).
b) Chứng minh rằng d // AB.
Lời giải:
a) Xét ba mặt phẳng (MCD), (NAB) và (ABCD)
CD là giao tuyến của (MCD) và (ABCD)
AB là giao tuyến của (NAB) và (ABCD)
Mà AB//CD nên giao tuyến d của (MCD) và (NAB) cũng song song với AB và CD.
Gọi P là giao điểm của MD và NA trên mặt phẳng (SAD), vậy P là một điểm chung của (MCD) và (NAB). Vậy giao tuyến d sẽ là đường thẳng qua P, song song với AB, CD.
b) Vậy d // AB.
a) Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng (ANP) và (CMQ).
b) Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng (ANP) và (ABD).
c) Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng (CMQ) và (BCD).
d) Chứng minh rằng các giao tuyến ở trên đôi một song song với nhau.
Lời giải:
a) M, Q lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, DA nên MQ là đường trung bình tam giác ABD nên MQ//BD.
N, P lần lượt là trung điểm của các cạnh BC, CD nên NP là đường trung bình tam giác CBD nên NP//BD.
Vậy MQ//NP, suy ra M, N, P, Q đồng phẳng.
Xét 3 mặt phẳng (MNPQ), (ANP) và (CMQ).
MQ là giao tuyến của (MNPQ) và (CMQ).
NP là giao tuyến của (MNPQ) và (ANP).
Vậy giao tuyến của (ANP) và (CMQ) cũng là một đường thẳng song song với MQ và NP.
Trong mặt phẳng (ABC), gọi E là giao điểm của AN và MC. Trong mặt phẳng (ACD) gọi F là giao điểm của CQ và AP. Vậy EF là giao tuyến của hai mặt phẳng (ANP) và (CMQ).
b)
Xét 3 mặt phẳng (BCD), (ANP) và (ABD).
BD là giao tuyến của (BCD) và (ABD).
NP là giao tuyến của (BCD) và (ANP).
Mà theo chứng minh trên, BD//NP.
Vậy giao tuyến của (ANP) và (ABD) cũng là một đường thẳng song song với BD và NP.
Mà A là điểm chung của hai mặt phẳng (ANP) và (ABD) , vậy giao tuyến của hai mặt phẳng đó là đường thẳng đi qua A và song song với BD.
c)
Xét 3 mặt phẳng (BCD), (ABD) và (CMQ).
MQ là giao tuyến của (ABD) và (CMQ).
BD là giao tuyến của (BCD) và (ABD).
Mà MQ//BD nên giao tuyến của mặt phẳng (CMQ) và (BCD) cũng là một đường thẳng song song với MQ và BD.
Ta thấy C là một điểm chung của mặt phẳng (CMQ) và (BCD), vậy giao tuyến của hai mặt phẳng (CMQ) và (BCD) là đường thẳng đi qua C và song song với BD.
d) Theo chứng minh trên, các đường giao tuyến đều song song với MQ, NP, BD nên chúng song song với nhau.
Lời giải:
G là giao điểm hai đường chéo BD, AC của hình bình hành ABCD nên G là trung điểm của BD và AC.
H là giao điểm hai đường chéo BF, AE của hình bình hành ABEF nên H là trung điểm của BF và AE.
Xét tam giác BDF, GH là đường trung bình của tam giác nên GH song song với DF.
GH là đường trung bình tam giác ACE nên GH song song với CE.
Vậy ba đường thẳng GH, CE, DF đôi một song song.
a) Gọi M, N lần lượt là trung điểm của các cạnh AD, BC. Chứng minh rằng EF//MN, từ đó suy ra EF//AB.
b) Xác định các giao tuyến của mặt phẳng (AEF) với các mặt của hình chóp.
c) Trong các giao tuyến tìm được ở câu b, giao tuyến nào song song với đường thẳng EF?
Lời giải:
a) E là trọng tâm tam giác SAD nên SE = 2EM.
F là trọng tâm tam giác SBC nên SF = 2FN.
Xét tam giác SMN, ta có tỉ số nên EF//MN
M, N lần lượt là trung điểm của các cạnh AD, BC nên MN là đường trung bình hình thang ABCD. Suy ra MN//AB. Suy ra EF//AB.
b) Trong mặt phẳng (SAD), gọi P là giao điểm của AE và SD
Trong mặt phẳng (SCD), gọi Q là giao điểm của BF và SC.
Giao tuyến của AE với các mặt của hình chóp lần lượt là: AP, PQ, QB, AB.
c) Trong các giao tuyến tìm được ở câu b, có AB và PQ song song với EF.
Xét 3 mặt phẳng (APQB), (SCD) và (ABCD). Ta thấy giao tuyến AB và CD song song. Vậy giao tuyến PQ cũng sẽ song song với AB và CD. Mà AB//EF nên PQ cũng song song với EF.
a) Chứng minh rằng các đường thẳng MN, PQ, AC đôi một song song hoặc đồng quy.
b) Chứng minh rằng các đường thẳng MQ, NP, BD đôi một song song hoặc đồng quy.
Lời giải:
a)
Xét 3 mặt phẳng (ABC), (ACD) và (MNPQ)
MN là giao tuyến của (MNPQ) và (ABC)
PQ là giao tuyến của (MNPQ) và (ACD)
AC là giao tuyến của (ABC) và (ACD).
Vậy, theo tính chất 3 giao tuyến của 3 mặt phẳng cắt nhau thì các đường thẳng MN, PQ, AC đôi một song song hoặc đồng quy.
b)
Xét 3 mặt phẳng (ABD), (BCD) và (MNPQ)
MQ là giao tuyến của (MNPQ) và (ABD)
NP là giao tuyến của (MNPQ) và (BCD)
BD là giao tuyến của (ABD) và (BCD).
Vậy, theo tính chất 3 giao tuyến của 3 mặt phẳng cắt nhau thì các đường thẳng MQ, NP, BD đôi một song song hoặc đồng quy.
Lời giải:
Áp dụng định lý ba đường giao tuyến của ba mặt phẳng: mặt phẳng sàn nhà, mặt chân tường à mặt phẳng tạo bởi bốn đầu của chân thang trên sàn nhà song song với đường thẳng chân tường.
Lời giải:
Hai nửa của tờ giấy có thể coi như hai mặt phẳng chứa hai đường thẳng song song là hai mép giấy. Đường nếp gấy chính là giao tuyến của hai mặt phẳng này nên nó song song với mép giấy.
Xem thêm các bài giải SBT Toán lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 10: Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian
Bài 12: Đường thẳng và mặt phẳng song song
