Giải SGK Toán 11 (Kết nối tri thức) Bài 13: Hai mặt phẳng song song

1900.edu.vn xin giới thiệu giải bài tập Toán lớp 11 Bài 13: Hai mặt phẳng song song sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 11 Bài 13. Mời các bạn đón xem:

Giải Toán 11 Bài 13: Hai mặt phẳng song song

Mở đầu trang 88 Toán 11 Tập 1: Các đầu bếp chuyên nghiệp luôn có kĩ năng dùng dao điêu luyện để thái thức ăn như rau, củ, thịt, cá,... thành các miếng đều nhau và đẹp mắt. Các nhát cắt cần tuân thủ nguyên tắc gì để đạt được điều đó?

Mở đầu trang 88 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Sau bài học này ta giải quyết được câu hỏi trên như sau:

Các nhát cắt cần tuân thủ nguyên tắc là nằm trong các mặt phẳng song song với nhau.

1. Hai mặt phẳng song song

HĐ1 trang 88 Toán 11 Tập 1: Các mặt bậc thang trong Hình 4.40 gợi nên hình ảnh về các mặt phẳng không có điểm chung. Hãy tìm thêm một số ví dụ khác cũng gợi nên hình ảnh đó.

HĐ1 trang 88 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

- Các mặt của từng tầng trong giá để dép gợi nên hình ảnh về các mặt phẳng không có điểm chung.

HĐ1 trang 88 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

- Mặt sàn và mặt trần nhà bằng gợi nên hình ảnh về các mặt phẳng không có điểm chung.

- Hai mặt đối diện của hộp diêm gợi nên hình ảnh về các mặt phẳng không có điểm chung.

HĐ1 trang 88 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

...

Câu hỏi trang 88 Toán 11 Tập 1: Trong hình ảnh mở đầu, các nhát cắt có nằm trong các mặt phẳng song song hay không?

Lời giải:

Trong hình ảnh mở đầu, các nhát cắt nằm trong các mặt phẳng song song.

2. Điều kiện và tính chất của hai mặt phẳng song song

HĐ2 trang 89 Toán 11 Tập 1: Cho mặt phẳng (α) chứa hai đường thẳng cắt nhau a, b và a, b cùng song song với mặt phẳng (β) (H.4.41).

Nếu (α) và (β) cắt nhau theo giao tuyến c thì hai đường thẳng a và c có song song với nhau hay không, hai đường thẳng b và c có song song với nhau hay không?

HĐ2 trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Do a song song với mặt phẳng (β) và a nằm trong mặt phẳng (α) nên (α) và (β) cắt nhau theo giao tuyến c song song với a. Lí luận tương tự, ta thấy c song song với b. Từ đó suy ra a song song với b hoặc a trùng với b (mâu thuẫn giả thiết).

Câu hỏi trang 89 Toán 11 Tập 1: Nếu không có điều kiện “hai đường thẳng cắt nhau” thì khẳng định trên còn đúng không?

Lời giải:

Giả sử hai đường thẳng a và b trùng nhau thì khi đó có thể xảy ra trường hợp hai mặt phẳng (α) và (β) cắt nhau theo giao tuyến c song song với hai đường thẳng trùng nhau trên, do đó (α) và (β) không song song với nhau. Do vậy, nếu không có điều kiện “hai đường thẳng cắt nhau” thì khẳng định trên không đúng.

Luyện tập 1 trang 89 Toán 11 Tập 1: Trong không gian, cho bốn điểm A, B, C, D không đồng phẳng. Qua điểm A vẽ hai đường thẳng m, n lần lượt song song với hai đường thẳng BC, BD. Chứng minh rằng mp(m, n) song song với mặt phẳng (BCD).

Lời giải:

Luyện tập 1 trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì m // BC nên m // (BCD).

Vì n // BD nên n // (BCD).

mp(m, n) chứa hai đường thẳng cắt nhau m và n (cắt nhau tại A) cùng song song với mặt phẳng (BCD) nên mp(m, n) song song với mặt phẳng (BCD).

Vận dụng 1 trang 89 Toán 11 Tập 1: Một chiếc bàn có phần chân là hai khung sắt hình chữ nhật có thể xoay quanh một trục như trong Hình 4.43. Khi mặt bàn được đặt lên phần chân bàn thì mặt bàn luôn song song với mặt đất. Hãy giải thích tại sao.

Vận dụng 1 trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Đặt tên các đường thẳng như trong hình vẽ dưới đây.

Vận dụng 1 trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì các khung sắt có dạng hình chữ nhật nên các cạnh đối diện của khung sắt song song với nhau, do đó a // c và b // d.

Vì c và d là các đường thẳng của chân bàn nằm trên mặt đất, nên a // c thì đường thẳng a song song với mặt đất và b // d thì đường thẳng b song song với mặt đất.

Mặt phẳng bàn chứa hai đường thẳng cắt nhau a và b cùng song song với mặt đất nên mặt phẳng bàn song song với mặt đất.

HĐ3 trang 89 Toán 11 Tập 1: Đặt một tấm bìa cứng lên một góc của mặt bàn nằm ngang (H.4.44) sao cho mặt bìa song song với mặt đất. Khi đó mặt bìa có trùng bới mặt bàn hay không?

HĐ3 trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Mặt bàn nằm ngang thì song song với mặt đất. Khi tấm bìa cứng được đặt lên một góc của mặt bàn nằm ngang sao cho mặt bìa song song với mặt bàn thì mặt bìa trùng với mặt bàn.

Câu hỏi trang 89 Toán 11 Tập 1: Nếu hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với mặt phẳng thứ ba thì hai mặt phẳng đó có song song với nhau hay không? Vì sao?

Lời giải:

Hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với mặt phẳng thứ ba thì hai mặt phẳng đó song song với nhau.

Chứng minh: Cho ba mặt phẳng (P), (Q), (R) phân biệt có (P) // (Q), (Q) // (R). Ta chứng minh (P) // (R).

Câu hỏi trang 89 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Luyện tập 2 trang 90 Toán 11 Tập 1: Cho hình chóp S.ABCD. Gọi M, N, P, Q lần lượt là các điểm thuộc cạnh SA, SB, SC, SD sao cho MAMS=NBNS=PCPS=QDQS=12 . Chứng minh rằng bốn điểm M, N, P, Q đồng phẳng.

Lời giải:

Luyện tập 2 trang 90 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Xét tam giác SAB có MAMS=NBNS=12 hay SMSA=SNSB=13 , suy ra MN // AB (theo định lí Thalés). Do đó MN song song với mặt phẳng (ABCD). Tương tự, NP // BC nên NP song song với mặt phẳng (ABCD). Vậy mặt phẳng (MNP) chứa hai đường thẳng cắt nhau MN và NP cùng song song với mặt phẳng (ABCD) nên mặt phẳng (MNP) song song với mặt phẳng (ABCD). Lập lập tương tự ta có mặt phẳng (MPQ) cũng song song với mặt phẳng (ABCD).

Hai mặt phẳng (MNP) và (MPQ) cùng đi qua điểm M và cùng song song với mặt phẳng (ABCD) nên hai mặt phẳng đó trùng nhau, tức là bốn điểm M, N, P, Q đồng phẳng.

HĐ4 trang 90 Toán 11 Tập 1: Cho hai mặt phẳng song song (P) và (Q). Giả sử mặt phẳng (R) cắt mặt phẳng (P) theo giao tuyến a (H.4.46).

HĐ4 trang 90 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Giải thích vì sao mặt phẳng (R) cắt mặt phẳng (Q).

b) Gọi b là giao tuyến của hai mặt phẳng (R) và (Q). Hai đường thẳng a và b có thể chéo nhau hay không, có thể cắt nhau hay không?

Lời giải:

a) Giả sử mặt phẳng (R) không cắt mặt phẳng (Q), tức là hai mặt phẳng (R) và (Q) song song với nhau, mà mặt phẳng (P) song song với mặt phẳng (Q), do đó mặt phẳng (R) cũng song song với mặt phẳng (P) (hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với mặt phẳng thứ ba thì chúng song song với nhau), mẫu thuẫn với giả thiết (R) cắt (P) theo giao tuyến a.

Vậy mặt phẳng (R) cắt mặt phẳng (Q).

b) Vì a và b cùng thuộc mặt phẳng (R) nên hai đường thẳng a và b không thể chéo nhau.

Hai đường thẳng a và b không có điểm chung, vì nếu chúng có điểm chung A thì hai mặt phẳng (P) và (Q) cũng có điểm chung A (mâu thuẫn với giả thiết (P) và (Q) song song với nhau). Vậy hai đường thẳng a và b không thể cắt nhau.

Luyện tập 3 trang 91 Toán 11 Tập 1: Trong Ví dụ 3, hãy xác định giao tuyến của mặt phẳng (EMQ) và mặt phẳng (ABCD).

Lời giải:

Luyện tập 3 trang 91 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Trong Ví dụ 2, ta đã chứng minh được hai mặt phẳng (MNPQ) và (ABCD) song song với nhau. Vì vậy hai giao tuyến của mặt phẳng (EMQ) với hai mặt phẳng (MNPQ) và (ABCD) song song với nhau. Ta có (EMQ) ∩ (MNPQ) = MQ. Trong mặt phẳng (MEQ), qua E vẽ đường thẳng song song với MQ cắt CD tại H (EH // MQ // AD) thì đường thẳng EH là giao tuyến của hai mặt phẳng (EMQ) và mặt phẳng (ABCD).

3. Định lí Thalès trong không gian

HĐ5 trang 91 Toán 11 Tập 1: Cho ba mặt phẳng (P), (Q) và (R) đôi một song song. Hai đường thẳng phân biệt d và d' cắt ba mặt phẳng lần lượt tại A, B, C và A', B', C' (C khác C'). Gọi D là giao điểm của AC' và (Q) (H.4.48).

HĐ5 trang 91 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Các cặp đường thẳng BD và CC', B'D và AA' có song song với nhau không?

b) Các tỉ số ABBC,ADDC' và A'B'B'C' có bằng nhau không?

Lời giải:

a) Mặt phẳng (ACC') lần lượt cắt hai mặt phẳng song song (Q) và (R) theo hai giao tuyến BD và CC'. Do đó, BD // CC'.

Mặt phẳng AC'A' lần lượt cắt hai mặt phẳng song song (P) và (Q) theo hai giao tuyến AA' và B'D. Do đó, B'D // AA'.

b) Xét tam giác ACC' có BD // CC', theo định lý Thalés trong tam giác ta suy ra ABBC=ADDC'

Tương tự, xét tam giác AA'C' có B'D // AA', ta suy ra ADDC'=A'B'B'C' .

Vậy ABBC=ADDC'=A'B'B'C' .

Luyện tập 4 trang 91 Toán 11 Tập 1: Trong HĐ5, cho AB = 2 cm, BC = 4 cm và A'B' = 3 cm. Tính độ dài của đoạn thẳng B'C'.

Lời giải:

Luyện tập 4 trang 91 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Theo định lí Thalès trong không gian, ta có ABA'B'=BCB'C' .

Suy ra B'C'=A'B'.BCAB=3.42=6 (cm).

4. Hình lăng trụ và hình hộp

HĐ6 trang 91 Toán 11 Tập 1: Các hình ảnh dưới đây có đặc điểm chung nào với hình lăng trụ đứng tam giác mà em đã học ở lớp 7?

HĐ6 trang 91 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Các hình ảnh đã cho trên đều có chứa hai mặt nằm trong hai mặt phẳng song song, các mặt còn lại chứa các cạnh đối diện song song với nhau.

Câu hỏi trang 92 Toán 11 Tập 1: Hãy giải thích tại sao các mặt bên của hình lăng trụ là hình bình hành, từ đó suy ra các cạnh bên đôi một song song và có độ dài bằng nhau.

Lời giải:

Câu hỏi trang 92 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Xét mặt bên A1A'1A'2A2, theo lí thuyết, ta có A1A'1 // A2A'2, lại có mặt phẳng (A1A'1A'2A2) lần lượt cắt hai mặt phẳng song song (α) và (α') theo hai giao tuyến A1A2 và A'1A'2 nên A1A2 // A'1A'2. Do vậy, tứ giác A1A'1A'2A2 là hình bình hành (các cặp cạnh đối diện song song). Từ đó suy ra A1A'1 // A2A'2 và A1A'1 = A2A'2.

Chứng minh tương tự, ta có các mặt bên khác của hình lăng trụ là hình bình hành, từ đó suy ra các cạnh bên đôi một song song và có độ dài bằng nhau.

Luyện tập 5 trang 92 Toán 11 Tập 1: Cho hình lăng trụ tam giác ABC.A'B'C'. Gọi M và M' lần lượt là trung điểm của cạnh BC và B'C'. Chứng minh rằng AMC.A'M'C' là hình lăng trụ.

Lời giải:

Luyện tập 5 trang 92 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì các cạnh bên của hình lăng trụ ABC.A'B'C' đôi một song song nên AA', BB', CC' đôi một song song (1).

Ta có BB// CC' nên BCC'B' là hình thang.

Vì M và M' lần lượt là trung điểm của cạnh BC và B'Cnên MM' là đường trung bình của hình thang BCC'B', suy ra MM', BB', CC' đôi một song song (2).

Từ (1) và (2) suy ra MM', AA', CC' đôi một song song.

Mặt phẳng (ABC) song song với mặt phẳng (A'B'C') nên mặt phẳng (AMC) song song với mặt phẳng (A'M'C').

Do vậy, AMC.A'M'C' là hình lăng trụ.

HĐ7 trang 92 Toán 11 Tập 1: Hình ảnh nào trong HĐ6 gợi nên hình ảnh về hình lăng trụ có đáy là hình bình hành?

Lời giải:

Hình ảnh thứ hai từ trái sang phải trong HĐ6 gợi nên hình ảnh về hình lăng trụ có đáy là hình bình hành.

HĐ7 trang 92 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Luyện tập 6 trang 93 Toán 11 Tập 1: Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Chứng minh rằng hai mặt phẳng (ADD'A') và (BCC'B') song song với nhau.

Lời giải:

Luyện tập 6 trang 93 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Hình hộp ABCD.A'B'C'Dcó hai đáy ABCD và A'B'C'Dlà các hình bình hành.

Ta có: AD // BC (do ABCD là hình bình hành), do đó AD // (BCC'B').

Lại có: AA' // BB(các cạnh bên của hình hộp), do đó AA' // (BCC'B').

Mặt phẳng (ADD'A') chứa hai đường thẳng cắt nhau AD và AA' cùng song song với mặt phẳng (BCC'B') nên hai mặt phẳng (ADD'A') và (BCC'B') song song với nhau.

Vận dụng 2 trang 93 Toán 11 Tập 1: Để xác định mực nước trong một chiếc bể có dạng hình hộp, bác Hà đặt một thanh gỗ đủ dài vào trong bể sao cho một đầu của thanh gỗ dựa vào mép của nắp bể, đầu còn lại nằm trên đáy bể (H.4.53). Sau đó bác Hà rút thanh gỗ ra ngoài và tính tỉ lệ giữa độ dài của phần thanh gỗ bị ngâm trong nước và độ dài của cả thanh gỗ. Tỉ lệ này chính bằng tỉ lệ giữa mực nước và chiều cao của bể. Hãy giải thích vì sao.

Vận dụng 2 trang 93 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Vì bể nước có dạng hình hộp nên nắp bể và đáy bể nằm trong hai mặt phẳng song song. Khi mặt nước yên lặng thì mặt nước, nắp bể và đáy bể nằm trong ba mặt phẳng đôi một song song. Khi đó, thanh gỗ và chiều cao của bể đóng vai trò như hai đường thẳng phân biệt cắt ba mặt phẳng đôi một song song trên. Vậy áp dụng định lí Thalés trong không gian, ta khẳng định được tỉ lệ giữa mực nước và chiều cao của bể chính là tính tỉ lệ giữa độ dài của phần thanh gỗ bị ngâm trong nước và độ dài của cả thanh gỗ.

Bài tập

Bài 4.21 trang 93 Toán 11 Tập 1: Trong không gian cho ba mặt phẳng phân biệt (P), (Q), (R). Những mệnh đề nào sau đây là đúng?

a) Nếu (P) chứa một đường thẳng song song với (Q) thì (P) song song với (Q).

b) Nếu (P) chứa hai đường thẳng song song với (Q) thì (P) song song với (Q).

c) Nếu (P) và (Q) song song với (R) thì (P) song song với (Q).

d) Nếu (P) và (Q) cắt (R) thì (P) và (Q) song song với nhau.

Lời giải:

a) Mệnh đề a) là mệnh đề sai vì hai mặt phẳng (P) và (Q) có thể cắt nhau theo giao tuyến b song song với đường thẳng a nằm trong (P).

Vận dụng 2 trang 93 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

b) Mệnh đề b) là mệnh đề sai vì thiếu điều kiện hai đường thẳng đó phải cắt nhau.

c) Mệnh đề c) là mệnh đề đúng vì (P) và (Q) là hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với mặt phẳng thứ ba là mặt phẳng (R) thì (P) và (Q) song song với nhau.

d) Mệnh đề d) là mệnh đề sai vì (P) và (Q) cắt (R) thì (P) và (Q) có thể cắt nhau.

Vận dụng 2 trang 93 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Bài 4.22 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình lăng trụ tam giác ABC.A'B'C'. Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của các cạnh AA', BB', CC'. Chứng minh rằng mặt phẳng (MNP) song song với mặt phẳng (ABC).

Lời giải:

Bài 4.22 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì ABC.A'B'C' là hình hình lăng trụ tam giác nên ABB'A' và BCC'B' là các hình bình hành hay cũng là các hình thang.

Vì M, N lần lượt là trung điểm của các cạnh AA', BB' nên MN là đường trung bình của hình thang ABB'A', do đó MN // AB, suy ra MN song song với mặt phẳng (ABC).

Tương tự, ta chứng minh được NP // BC, suy ra NP song song với mặt phẳng (ABC).

Mặt phẳng (MNP) chứa hai đường thẳng cắt nhau MN và NP cùng song song với mặt phẳng (ABC) nên hai mặt phẳng (MNP) và (ABC) song song với nhau.

Bài 4.23 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình thang ABCD có hai đáy AB và CD. Qua các điểm A, D lần lượt vẽ các đường thẳng m, n song song với nhau và không nằm trong mặt phẳng (ABCD). Chứng minh rằng mp(B, m) và mp(C, n) song song với nhau.

Lời giải:

Bài 4.23 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì m // n nên đường thẳng m song song với mp(C, n).

Vì ABCD là hình thang có hai đáy là AB và CD nên AB // CD, suy ra đường thẳng AB song song với mp(C, n).

mp(B, m) chứa hai đường thẳng cắt nhau m và AB cùng song song với mp(C, n) nên mp(B, m) và mp(C, n) song song với nhau.

Bài 4.24 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình tứ diện SABC. Trên cạnh SA lấy các điểm A1, A2 sao cho AA1 = A1A2 = A2S. Gọi (P) và (Q) là hai mặt phẳng song song với mặt phẳng (ABC) và lần lượt đi qua A1, A2. Mặt phẳng (P) cắt các cạnh SB, SC lần lượt tại B1, C1. Mặt phẳng (Q) cắt các cạnh SB, SC lần lượt tại B­2, C2. Chứng minh BB1 = B1B2 = B2S và CC1 = C1C2 = C2S.

Lời giải:

Bài 4.24 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì hai mặt phẳng (P) và (Q) song song với mặt phẳng (ABC) nên (P) // (Q), do đó ba mặt phẳng (ABC), (P) và (Q) đôi một song song. Theo định lí Thalés trong không gian, ta suy ra A2A1AA1=B2B1BB1=C2C1CC1 .

Mà AA1 = A1A2 nên A2A1AA1=1 , suy ra A2A1AA1=B2B1BB1=C2C1CC1=1 , do đó BB1 = B1B2 và CC1 = C1C2.

Sử dụng định lí Thalés ta cũng chứng minh được A2SA2A1=B2SB2B1=C2SC2C1 .

Mà A1A2 = A2S nên A2SA2A1=1 , suy ra A2SA2A1=B2SB2B1=C2SC2C1=1 , do đó B1B2 = B2S và C1C2 = C2S.

Vậy BB1 = B1B2 = B2S và CC1 = C1C2 = C2S.

Bài 4.25 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình lăng trụ tứ giác ABCD.A'B'C'D'. Một mặt phẳng song song với mặt phẳng (A'B'C'D') cắt cạnh bên của hình lăng trụ lần lượt tại A", B", C", D". Hỏi hình tạo bởi các điểm A, B, C, D, A", B", C", D" là hình gì?

Lời giải:

Bài 4.25 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Vì ABCD.A'B'C'D' là hình lăng trụ tứ giác nên hai mặt phẳng (ABCD) và (A'B'C'D') song song với nhau, mà mặt phẳng (A"B"C"D") song song với mặt phẳng (A'B'C'D'). Do đó, hai mặt phẳng (ABCD) và (A"B"C"D") song song với nhau (1).

Vì các cạnh bên của hình lăng trụ đôi một song song với nhau nên AA", BB", CC" đôi một song song (2).

Từ (1) và (2) suy ra ABCD.A"B"C"D" là hình lăng trụ tứ giác. Vậy hình tạo bởi các điểm A, B, C, D, A", B", C", D" là hình lăng trụ tứ giác.

Bài 4.26 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình lăng trụ tam giác ABC.A'B'C'. Gọi G và G' lần lượt là trọng tâm của hai tam giác ABC và A'B'C'.

a) Chứng minh rằng tứ giác AGG'A' là hình bình hành.

b) Chứng minh rằng AGC.A'G'C' là hình lăng trụ.

Lời giải:

Bài 4.26 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

a) Gọi M và N lần lượt là trung điểm của BC và B'C'. Khi đó ta có MN là đường trung bình của hình bình hành BCC'B', suy ra MN // BB' và MN = BB'.

Do ABC.A'B'C' là hình lăng trụ tam giác nên AA' // BB' và AA' = BB'.

Từ đó suy ra MN // AA' và MN = AA'. Do đó, AMNAlà hình bình hành.

Suy ra AM // A'N và AM = A'N.

Vì G và G' lần lượt là trọng tâm của hai tam giác ABC và A'B'C' nên A'G'A'N=AGAM=23 .

Do đó, AG = A'G' và AG // A'G'. Từ đó suy ra tứ giác AGG'A' là hình bình hành.

b) Vì tứ giác AGG'A' là hình bình hành nên AA' // GG'.

Tương tự ta chứng minh được CGG'Clà hình bình hành nên CC' // GG'.

Do đó, ba đường thẳng AA', GG' và CC' đôi một song song.

Lại có hai mặt phẳng (AGC) và (A'G'C') song song với nhau.

Vậy AGC.A'G'C' là hình lăng trụ tam giác.

Bài 4.27 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Một mặt phẳng song song với mặt bên (ABB'A') của hình hộp và cắt các cạnh AD, BC, A'D', B'C' lần lượt tại M, N, M', N' (H.4.54). Chứng minh rằng ABNM.A'B'N'M' là hình hộp.

Bài 4.27 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Vì ABCD.A'B'C'D' là hình hộp nên các cạnh bên AA', BB', CC', DD' đôi một song song với nhau và (ABCD) // (A'B'C'D').

Vì M thuộc AD và N thuộc BC nên MN nằm trong mặt phẳng ABCD, tương tự M'N' nằm trong mặt phẳng (A'B'C'D'). Do đó, (ABNM) // (A'B'N'M') (1).

Ta có: (ABB'A') // (MNN'M') và mặt phẳng (ABCD) cắt (ABB'A') và (MNN'M') lần lượt theo các giao tuyến AB và MN, do đó AB // MN.

Tương tự, ta chứng minh được: M'N' // A'B'; NN' // BB'; MM' // AA'.

Mà AA' // BBdo đó bốn đường thẳng AA', BB', NN', MM' đôi một song song với nhau (2).

Từ (1) và (2) suy ra ABNM.A'B'N'M' là hình lăng trụ.

Tứ giác ABNM có AB // MN và AM // BN (do AD // BC) nên ABNM là hình bình hành.

Tứ giác A'B'N'M' có A'B' // M'N' và A'M' // B'N' (do A'D' // B'C') nên A'B'N'M' là hình bình hành.

Hình lăng trụ ABNM.A'B'N'M' có đáy là hình bình hành nên nó là hình hộp.

Bài 4.28 trang 94 Toán 11 Tập 1: Cầu thang xương cá là dạng cầu thang có hình dáng tương tự như những đốt xương cá, thường có những bậc cầu thang với khoảng mở lớn, tạo đượng sự nhẹ nhàng và thoáng đãng cho không gian sống. Trong Hình 4.55, phần mép của mỗi bậc thang nằm trên tường song song với nhau. Hãy giải thích tại sao.

Bài 4.28 trang 94 Toán 11 Tập 1 | Kết nối tri thức Giải Toán 11

Lời giải:

Các bậc cầu thang là các mặt phẳng song song với nhau từng đôi một, mặt phẳng tường cắt mỗi mặt phẳng là các bậc của cầu thang theo các giao tuyến là phần mép của mỗi bậc cầu thang nằm trên tường nên các giao tuyến này song song với nhau.

Xem thêm các bài giải SGK Toán 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 11: Hai đường thẳng song song

Bài 12: Đường thẳng và mặt phẳng song song

Bài 14: Phép chiếu song song

Bài tập cuối chương 4

Bài 15: Giới hạn của dãy số

Câu hỏi liên quan

Vì ABC.A'B'C' là hình hình lăng trụ tam giác nên ABB'A' và BCC'B' là các hình bình hành hay cũng là các hình thang.
Xem thêm
a) Gọi M và N lần lượt là trung điểm của BC và B'C'. Khi đó ta có MN là đường trung bình của hình bình hành BCC'B', suy ra MN // BB' và MN = BB'.
Xem thêm
a) Mệnh đề a) là mệnh đề sai vì hai mặt phẳng (P) và (Q) có thể cắt nhau theo giao tuyến b song song với đường thẳng a nằm trong (P).
Xem thêm
Gợi ý ví dụ trong thực tiễn minh họa hình ảnh hai mặt phẳng song song: các mặt sàn của ngôi nhà; các mặt bậc cầu thang; mặt bàn và nền nhà; …
Xem thêm
Hình lăng trụ ABNM.A'B'N'M' có đáy là hình bình hành nên nó là hình hộp.
Xem thêm
Hai mặt phẳng (MNP) và (MPQ) cùng đi qua điểm M và cùng song song với mặt phẳng (ABCD) nên hai mặt phẳng đó trùng nhau, tức là bốn điểm M, N, P, Q đồng phẳng.
Xem thêm
Từ (1) và (2) suy ra ABCD.A"B"C"D" là hình lăng trụ tứ giác. Vậy hình tạo bởi các điểm A, B, C, D, A", B", C", D" là hình lăng trụ tứ giác.
Xem thêm
a) Do (P) // (Q) và (R) ∩ (P) = a nên (R) // (Q) hoặc (R) cắt (Q). Giả sử (R) // (Q). Khi đó qua đường thẳng a có hai mặt phẳng song song với (Q) là mặt phẳng (P) và (R) nên hai mặt phẳng này trùng nhau, điều này mâu thuẫn với giả thiết (R) cắt (P). Vậy (R) cắt Q. b) Ta có: a ⊂ (P); b ⊂ (Q) mà (P) // (Q) nên a và b không có điểm chung. Lại có hai đường thẳng a và b cùng nằm trên mp(R) Do đó a // b.
Xem thêm
Vậy BB1 = B1B2 = B2S và CC1 = C1C2 = C2S.
Xem thêm
Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) có một điểm chung thì chúng có đường thẳng chung d. Ta có:  a // (Q);             a ⊂ (P);            (P) ∩ (Q) = d. Suy ra a // d. Tương tự ta cũng có b // d. Mà a, b, d cùng nằm trong mặt phẳng (P) nên a // b // d, điều này mâu thuẫn với giả thiết a, b cắt nhau trong (P). Vậy hai mặt phẳng (P) và (Q) không có điểm chung hay (P) // (Q).
Xem thêm
Xem tất cả hỏi đáp với chuyên mục: Hai mặt phẳng song song
Bình luận (0)

Đăng nhập để có thể bình luận

Chưa có bình luận nào. Bạn hãy là người đầu tiên cho tôi biết ý kiến!