Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang (AB//CD). Gọi E, F lần lượt là

Giải SBT Toán 11 Bài 11: Hai đường thẳng song song

Bài 4.18 trang 59 SBT Toán 11 Tập 1: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang (AB//CD). Gọi E, F lần lượt là trọng tâm của các tam giác SAD, SBC.

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 $\frac{\mathrm{S}\mathrm{E}}{\mathrm{S}\mathrm{F}}=\frac{2\mathrm{E}\mathrm{M}}{2\mathrm{F}\mathrm{N}}=\frac{\mathrm{E}\mathrm{M}}{\mathrm{F}\mathrm{N}}$ 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.