Nếu hai mặt phẳng cắt nhau lần lượt đi qua hai đường thẳng song song thì giao tuyến của chúng song song với hai đường thẳng đó hoặc trùng với một trong hai đường thẳng đó.. Hai đường[r]
(1)Phân loại và phương pháp giải toán 11 Chương Phần Hình học Trantuan QUAN HỆ SONG SONG TRONG KHÔNG GIAN LÝ THUYẾT VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN I ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN Xác định mặt phẳng Ba điểm không thẳng hàng thuộc mặt phẳng (mp(ABC), (ABC)) Một điểm và đường thẳng không qua điểm đó thuộc mặt phẳng (mp(A,d)) Hai đường thẳng cắt thuộc mặt phẳng (mp(a, b)) Một số qui tắc vẽ hình biểu diễn hình không gian Hình biểu diễn đường thẳng là đường thẳng, đoạn thẳng là đoạn thẳng Hình biểu diễn hai đường thẳng song song là hai đường thẳng song song, hai đường thẳng cắt là hai đường thẳng cắt Hình biểu diễn phải giữ nguyên quan hệ thuộc điểm và đường thẳng Đường nhìn thấy vẽ nét liền, đường bị che khuất vẽ nét đứt VẤN ĐỀ 1: Tìm giao tuyến hai mặt phẳng Muốn tìm giao tuyến hai mặt phẳng ta có thể tìm hai điểm chung phân biệt hai mặt phẳng Khi đó giao tuyến là đường thẳng qua hai điểm chung đó Cho hình chóp S.ABCD Đáy ABCD có AB cắt CD E, AC cắt BD F a) Tìm giao tuyến các cặp mặt phẳng (SAB) và (SCD), (SAC) và (SBD) b) Tìm giao tuyến (SEF) với các mặt phẳng (SAD), (SBC) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy ABCD là hình bình hành tâm O M, N, P là trung điểm BC, CD, SO Tìm giao tuyến mp(MNP) với các mặt phẳng (SAB), (SAD), (SBC) và (SCD) Cho tứ diện ABCD Gọi I, J là trung điểm AC và BC K là điểm trên cạnh BD cho KD < KB Tìm giao tuyến mp(IJK) với (ACD) và (ABD) Cho tứ diện ABCD Gọi I, J là trung điểm AD và BC a) Tìm giao tuyến mặt phẳng (IBC) và (JAD) b) M là điểm trên cạnh AB, N là điểm trên cạnh AC Tìm giao tuyến mặt phẳng (IBC) và (DMN) Cho tứ diện (ABCD) M là điểm bên ABD, N là điểm bên ACD Tìm giao tuyến các cặp mặt phẳng (AMN) và (BCD), (DMN) và (ABC) VẤN ĐỀ 2: Tìm giao điểm đường thẳng và mặt phẳng Muốn tìm giao điểm đường thẳng và mặt phẳng ta có thể tìm giao điểm đường thẳng đó với đường thẳng nằm mặt phẳng đã cho Cho tứ diện ABCD Trên AC và AD lấy các điểm M, N cho MN không song song vói CD Gọi O là điểm bên BCD a) Tìm giao tuyến (OMN) và (BCD) b) Tìm giao điểm BC và BD với mặt phẳng (OMN) Cho hình chóp S.ABCD M là điểm trên cạnh SC a) Tìm giao điểm AM và (SBD) b) Gọi N là điểm trên cạnh BC Tìm giao điểm SD và (AMN) Chương II – Quan hệ song song không gian Page (2) Trantuan Phần Hình học Phân loại và phương pháp giải toán 12 Cho tứ diện ABCD Gọi M, N là trung điểm AC và BC K là điểm trên cạnh BD và không trùng với trung điểm BD Tìm giao điểm CD và AD với mặt phẳng (MNK) Cho tứ diện ABCD M, N là hai điểm trên AC và AD O là điểm bên BCD Tìm giao điểm của: a) MN và (ABO) b) AO và (BMN) HD: a) Tìm giao tuyến (ABO) và (ACD) b) Tìm giao tuyến (BMN) và (ABO) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình thang, cạnh đáy lớn AB Gọi I, J, K là ba điểm trên SA, AB, BC a) Tìm giao điểm IK với (SBD) b) Tìm các giao điểm mặt phẳng (IJK) với SD và SC HD: a) Tìm giao tuyến (SBD) với (IJK) b) Tìm giao tuyến (IJK) với (SBD và (SCD) VẤN ĐỀ 3: Chứng minh ba điểm thẳng hàng, ba đường thẳng đồng qui Muốn chứng minh ba điểm thẳng hàng ta có thể chứng minh chúng cùng thuộc hai mặt phẳng phân biệt Muốn chứng minh ba đường thẳng đồng qui ta có thể chứng minh giao điểm hai đường thẳng này là điểm chung hai mặt phẳng mà giao tuyến là đường thẳng thứ ba Cho hình chóp S.ABCD Gọi I, J là hai điểm cố định trên SA và SC với SI > IA và SJ < JC Một mặt phẳng (P) quay quanh IJ cắt SB M, SD N a) CMR: IJ, MN và SO đồng qui (O =ACBD) Suy cách dựng điểm N biết M b) AD cắt BC E, IN cắt MJ F CMR: S, E, F thẳng hàng c) IN cắt AD P, MJ cắt BC Q CMR PQ luôn qua điểm cố định (P) di động Cho mặt phẳng (P) và ba điểm A, B, C không thẳng hàng ngoài (P) Giả sử các đường thẳng BC, CA, AB cắt (P) D, E, F Chứng minh D, E, F thẳng hàng Cho tứ diện ABCD Gọi E, F, G là ba điểm trên ba cạnh AB, AC, BD cho EF cắt BC I, EG cắt AD H Chứng minh CD, IG, HF đồng qui Cho hai điểm cố định A, B ngoài mặt phẳng (P) cho AB không song song với (P) M là điểm di động không gian cho MA, MB cắt (P) A, B Chứng minh AB luôn qua điểm cố định Cho tứ diện SABC Qua C dựng mặt phẳng (P) cắt AB, SB B1, B Qua B dựng mặt phẳng (Q) cắt AC, SC C1, C BB, CC cắt O; BB1, CC1 cắt O1 Giả sử OO1 kéo dài cắt SA I a) Chứng minh: AO1, SO, BC đồng qui b) Chứng minh: I, B1, B và I, C1, C thẳng hàng VẤN ĐỀ 4: Xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng Muốn xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng (P) ta có thể làm sau: Từ điểm chung có sẵn, xác định giao tuyến đầu tiên (P) với mặt hình chóp (có thể là mặt phẳng trung gian) Cho giao tuyến này cắt các cạnh mặt đó hình chóp, ta các điểm chung (P) với các mặt khác Từ đó xác định các giao tuyến với các mặt này Tiếp tục trên các giao tuyến khép kín ta thiết diện Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành tâm O Gọi M, N, I là ba điểm trên AD, CD, SO Tìm thiết diện hình chóp với mặt phẳng (MNI) Cho tứ diện ABCD, cạnh a Kéo dài BC đoạn CE=a Kéo dài BD đoạn DF=a Gọi M là trung điểm AB a) Tìm thiết diện tứ diện với mặt phẳng (MEF) Chương II – Quan hệ song song không gian Page (3) Phân loại và phương pháp giải toán 11 Phần Hình học Trantuan a2 b) Tính diện tích thiết diện HD: b) Cho hình chóp S.ABC M là điểm trên cạnh SC, N và P là trung điểm AB và AD Tìm thiết diện hình chóp với mặt phẳng (MNP) HD: Thiết diện là ngũ giác Cho hình chóp S.ABCD Trong SBC, lấy điểm M Trong SCD, lấy điểm N a) Tìm giao điểm MN và (SAC) b) Tìm giao điểm SC với (AMN) c) Tìm thiết diện hình chóp S.ABCD với mặt phẳng (AMN) HD: a) Tìm (SMN)(SAC) b) Thiết diện là tứ giác Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành tâm O Gọi M, N, P là trung điểm SB, SD và OC a) Tìm giao tuyến (MNP) với (SAC), và giao điểm (MNP) với SA b) Xác định thiết diện hình chóp với (MNP) và tính tỉ số mà (MNP) chia các cạnh SA, BC, CD HD: b) Thiết diện là ngũ giác Các tỉ số là: 1/3; 1; Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành Gọi M là trung điểm SB, G là trọng tâm SAD a) Tìm giao điểm I GM với (ABCD) Chứng minh (CGM) chứa CD b) Chứng minh (CGM) qua trung điểm SA Tìm thiết diện hình chóp với (CGM) c) Tìm thiết diện hình chóp với (AGM) HD: b) Thiết diện là tứ giác c) Tìm (AGM)(SAC) Thiết diện là tứ giác Cho hình chóp S.ABCD, M là điểm trên cạnh BC, N là điểm trên cạnh SD a) Tìm giao điểm I BN và (SAC) và giao điểm J MN và (SAC) b) DM cắt AC K Chứng minh S, K, J thẳng hàng c) Xác định thiết diện hình chóp S.ABCD với mặt phẳng (BCN) HD: a) Gọi O=ACBD thì I=SOBN, J=AIMN b) J là điểm chung (SAC) và (SDM) c) Nối CI cắt SA P Thiết diện là tứ giác BCNP Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình thang ABCD với AB//CD và AB > CD Gọi I là trung điểm SC Mặt phẳng (P) quay quanh AI cắt các cạnh SB, SD M, N a) Chứng minh MN luôn qua điểm cố định b) IM kéo dài cắt BC P, IN kéo dài cắt CD Q Chứng minh PQ luôn qua điểm cố định c) Tìm tập hợp giao điểm IM và AN HD: a) Qua giao điểm AI và SO=(SAC)(SBD) b) Điểm A c) Một đoạn thẳng II HAI ĐƯỜNG THẲNG SONG SONG Định nghĩa a P b a, b ( P ) a / /b a b Tính chất Nếu ba mặt phẳng phân biệt cắt đôi theo ba giao tuyến phân biệt thì ba giao tuyến đồng qui đôi song song Nếu hai mặt phẳng cắt qua hai đường thẳng song song thì giao tuyến chúng song song với hai đường thẳng đó trùng với hai đường thẳng đó Hai đường thẳng phân biệt cùng song song với đường thẳng thứ ba thì song song với Chương II – Quan hệ song song không gian Page (4) Trantuan Phần Hình học Phân loại và phương pháp giải toán 12 VẤN ĐỀ 1: Chứng minh hai đường thẳng song song Phương pháp: Có thể sử dụng các cách sau: Chứng minh đường thẳng đó đồng phẳng, áp dụng phương pháp chứng minh song song hình học phẳng (như tính chất đường trung bình, định lí Talét đảo, …) Chứng minh đường thẳng đó cùng song song với đường thẳng thứ ba Áp dụng định lí giao tuyến song song Cho tứ diện ABCD Gọi I, J là trọng tâm các tam giác ABC, ABD Chứng minh IJ//CD Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình thang với đáy lớn AB Gọi M, N là trung điểm SA và SB a) Chứng minh: MN // CD b) Tìm giao điểm P SC với (AND) Kéo dài AN và DP cắt I Chứng minh SI // AB // CD Tứ giác SABI là hình gì? Cho tứ diện ABCD Gọi M, N, P, Q, R, S là trung điểm AB, CD, BC, AD, AC, BD a) Chứng minh MNPQ là hình bình hành b) Từ đó suy ba đoạn MN, PQ, RS cắt trung điểm đoạn Cho tam giác ABC nằm mặt phẳng (P) Gọi Bx, Cy là hai nửa đường thẳng song song và nằm cùng phía (P) M, N là hai điểm di động trên Bx, Cy cho CN = 2BM a) Chứng minh đường thẳng MN luôn qua điểm cố định I M, N di động b) E thuộc đoạn AM và EM = EA IE cắt AN F Gọi Q là giao điểm BE và CF CMR AQ song song với Bx, Cy và (QMN) chứa đường thẳng cố định M, N di động Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành Gọi M, N, P, Q là các điểm nằm trên BC, SC, SD, AD cho MN // BS, NP // CD, MQ // CD a) Chứng minh: PQ // SA b) Gọi K là giao điểm MN và PQ Chứng minh: SK // AD // BC c) Qua Q dựng các đường thẳng Qx // SC và Qy // SB Tìm giao điểm Qx với (SAB) và Qy với (SCD) VẤN ĐỀ 2: Tìm giao tuyến hai mặt phẳng Phương pháp: Tìm điểm chung hai mặt phẳng Áp dụng định lí giao tuyến để tìm phương giao tuyến Giao tuyến là đường thẳng qua điểm chung và song song với đường thẳng Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình thang với đáy lớn AB Gọi I, J là trung điểm AD, BC và G là trọng tâm SAB a) Tìm giao tuyến (SAB) và (IJG) b) Xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng (IJG) Thiết diện là hình gì? Tìm điều kiện AB và CD để thiết diện là hình bình hành Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành Gọi I, J là trọng tâm các tam giác SAB, SAD M là trung điểm CD Xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng (IJM) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình thang với các đáy AD = a, BC = b Gọi I, J là trọng tâm các tam giác SAD, SBC a) Tìm đoạn giao tuyến (ADJ) với mặt (SBC) và đoạn giao tuyến (BCI) với mặt (SAD) b) Tìm độ dài đoạn giao tuyến hai mặt phẳng (ADJ) và (BCI) giới hạn hai mặt phẳng (SAB) và (SCD) Chương II – Quan hệ song song không gian Page (5) Phân loại và phương pháp giải toán 11 Phần Hình học Trantuan HD: b) (a+b) Cho tứ diện ABCD, cạnh a Gọi I, J là trung điểm AC, BC Gọi K là điểm trên cạnh BD với KB = 2KD a) Xác định thiết diện tứ diện với mặt phẳng (IJK) Chứng minh thiết diện là hình thang cân b) Tính diện tích thiết diện đó 5a2 51 HD: b) 288 Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình vuông cạnh a, tâm O Mặt bên SAB là tam giác Ngoài SAD = 900 Gọi Dx là đường thẳng qua D và song song với SC a) Tìm giao điểm I Dx với mp(SAB) Chứng minh: AI // SB b) Tìm thiết diện hình chóp SABCD với mp(AIC) Tính diện tích thiết diện a2 14 HD: b) Tam giác AMC với M là trung điểm SD Diện tích III ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG Định nghĩa d // (P) d (P) = Tính chất Nếu đường thẳng d không nằm trên mặt phẳng (P) và d song song với đường thẳng d nằm (P) thì d song song với (P) Nếu đường thẳng d song song với mặt phẳng (P) thì mặt phẳng (Q) chứa d mà cắt (P) thì cắt theo giao tuyến song song với d Nếu hai mặt phẳng cắt cùng song song với đường thẳng thì giao tuyến chúng song song với đường thẳng đó Nếu hai đường thẳng a và b chéo thì có mặt phẳng chứa a và song song với b VẤN ĐỀ 1: Chứng minh đường thẳng song song với mặt phẳng Phương pháp: Ta chứng minh d không nằm (P) và song song với đường thẳng d nào đó nằm (P) Cho hai hình bình hành ABCD và ABEF không cùng nằm mặt phẳng a) Gọi O, O là tâm ABCD và ABEF Chứng minh OO song song với các mặt phẳng (ADF) và (BCE) 1 b) M, N là điểm trên hai cạnh AE, BD cho AM = AE, BN = BD Chứng minh MN // (CDFE) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy ABCD là hình bình hành Gọi M, N là trung điểm các cạnh AB, CD a) Chứng minh MN song song với các mặt phẳng (SBC), (SAD) b) Gọi P là trung điểm SA Chứng minh SB, SC song song với (MNP) c) Gọi G1, G2 là trọng tâm các tam giác ABC, SBC Chứng minh G1G2 // (SBC) Cho tứ diện ABCD G là trọng tâm ABD M là điểm trên cạnh BC cho MB = 2MC Chứng minh MG // (ACD) HD: Chứng minh MG song song với giao tuyến (BMG) và (ACD) Chương II – Quan hệ song song không gian Page (6) Trantuan Phần Hình học Phân loại và phương pháp giải toán 12 Cho tứ diện ABCD Gọi O, O là tâm đường tròn nội tiếp các tam giác ABC, ABD Chứng minh rằng: BC AB AC a) Điều kiện cần và đủ để OO // (BCD) là BD AB AD b) Điều kiện cần và đủ để OO song song với mặt phẳng (BCD), (ACD) là BC = BD và AC = AD HD: Sử đụng tính chất đường phân giác tam giác Cho tứ diện ABCD Gọi M, N là trung điểm các cạnh AB, CD và G là trung điểm đoạn MN a) Tìm giao điểm A đường thẳng AG với mp(BCD) b) Qua M kẻ đường thẳng Mx song song với AA và Mx cắt (BCD) M Chứng minh B, M, A thẳng hàng và BM = MA = AN c) Chứng minh GA = 3GA VẤN ĐỀ 2: Tìm giao tuyến hai mặt phẳng Phương pháp: Tìm phương giao tuyến Từ đó xác định thiết diện hình chóp tạo mặt phẳng song song với hai đường thẳng cho trước Cho hình chóp S.ABCD M, N là hai điểm trên AB, CD Mặt phẳng (P) qua MN và song song với SA a) Tìm các giao tuyến (P) với (SAB) và (SAC) b) Xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng (P) c) Tìm điều kiện MN để thiết diện là hình thang HD: c) MN // BC Trong mặt phẳng (P), cho tam giác ABC vuông A, B = 600, AB = a Gọi O là trung điểm BC Lấy điểm S ngoài (P) cho SB = a và SB OA Gọi M là điểm trên cạnh AB Mặt phẳng (Q) qua M và song song với SB và OA, cắt BC, SC, SA N, P, Q Đặt x = BM (0 < x < a) a) Chứng minh MNPQ là hình thang vuông b) Tính diện tích hình thang đó Tìm x để diện tích lớn x (4a x ) 2a HD: b) SMNPQ = SMNPQ đạt lớn x = Cho hình chóp S.ABCD M, N là hai điểm bất kì trên SB, CD Mặt phẳng (P) qua MN và song song với SC a) Tìm các giao tuyến (P) với các mặt phẳng (SBC), (SCD), (SAC) b) Xác định thiết diện hình chóp với mặt phẳng (P) Cho tứ diện ABCD có AB = a, CD = b Gọi I, J là trung điểm AB và CD Mặt phẳng (P) qua điểm M trên đoạn IJ và song song với AB và CD a) Tìm giao tuyến (P) với (ICD) b) Xác định thiết diện tứ diện ABCD với (P) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành Gọi C là trung điểm SC, M là điểm di động trên cạnh SA Mặt phẳng (P) di động luôn qua CM và song song với BC a) Chứng minh (P) luôn chứa đường thẳng cố định b) Xác định thiết diện mà (P) cắt hình chóp SABCD Xác định vị trí điểm M để thiết diện là hình bình hành c) Tìm tập hợp giao điểm cạnh đối thiết diện M di động trên cạnh SA HD: a) Đường thẳng qua C và song song với BC b) Hình thang Hình bình hành M là trung điểm SA c) Hai nửa đường thẳng Chương II – Quan hệ song song không gian Page (7) Phân loại và phương pháp giải toán 11 Phần Hình học Trantuan IV HAI MẶT PHẲNG SONG SONG Định nghĩa (P) // (Q) (P) (Q) = Tính chất Nếu mặt phẳng (P) chứa hai đường thẳng a, b cắt và cùng song song với mặt phẳng (Q) thì (P) song song với (Q) Nếu đường thẳng d song song với mp(P) thì có mp(Q) chứa d và song song với (P) Hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với mặt phẳng thứ ba thì song song với Cho điểm A (P) đó đường thẳng qua A và song song với (P) nằm mp(Q) qua A và song song với (P) Nếu mặt phẳng cắt hai mặt phẳng song song thì cắt mặt phẳng và các giao tuyến chúng song song với Hai mặt phẳng song song chắn trên hai cát tuyến song song đoạn thẳng Định lí Thales: Ba mặt phẳng đôi song song chắn trên hai cát tuyến bất kì đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ Định lí Thales đảo: Giả sử trên hai đường thẳng d và d lấy các điểm A, B, C và A, B, C cho: AB BC CA A ' B ' B 'C ' C ' A ' Khi đó, ba đường thẳng AA, BB, CC nằm trên ba mặt phẳng song song, tức là chúng cùng song với mặt phẳng VẤN ĐỀ 1: Chứng minh hai mặt phẳng song song Phương pháp: Chứng minh mặt phẳng này chứa hai đường thẳng cắt song song với hai đường thẳng mặt phẳng Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành tâm O Gọi M, N là trung điểm SA, SD a) Chứng minh (OMN) // (SBC) b) Gọi P, Q là trung điểm AB, ON Chứng minh PQ // (SBC) Cho tứ diện ABCD Gọi I, J là hai điểm di động trên các cạnh AD, BC cho luôn có: IA JB ID JC a) CMR: IJ luôn song song với mặt phẳng cố định b) Tìm tập hợp điểm M chia đoạn IJ theo tỉ số k cho trước HD: a) IJ song song với mp qua AB và song song CD b) Tập hợp điểm M là đoạn EF với E, F là các điểm chia AB, CD theo tỉ số k Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành tâm O Gọi M, N là trung điểm SA và CD a) CMR: (OMN) // (SBC) b) Gọi I là trung điểm SD, J là điểm trên (ABCD) và cách AB, CD Chứng minh IJ song song (SAB) c) Giả sử hai tam giác SAD, ABC cân A Gọi AE, AF là các đường phân giác các tam giác ACD và SAB Chứng minh EF // (SAD) ED FS EC FB HD: c) Chú ý: Chương II – Quan hệ song song không gian Page (8) Trantuan Phần Hình học Phân loại và phương pháp giải toán 12 Cho hai hình vuông ABCD và ABEF hai mặt phẳng khác Trên các đường chéo AC và BF lấy các điểm M, N cho: AM = BN Các đường thẳng song song với AB vẽ từ M, N cắt AD, AF M, N a) Chứng minh: (CBE) // (ADF) b) Chứng minh: (DEF) // (MNNM) c) Gọi I là trung điểm MN, tìm tập hợp điểm I M, N di động HD: c) Trung tuyến tam giác ODE vẽ từ O Cho hai nửa đường thẳng chéo Ax, By M và N là hai điểm di động trên Ax, By cho AM = BN Vẽ NP BA a) Chứng minh MP có phương không đổi và MN luôn song song với mặt phẳng cố định b) Gọi I là trung điểm MN CMR I nằm trên đường thẳng cố định M, N di động Cho tứ diện ABCD có AB = AC = AD CMR các đường phân giác ngoài các góc BAC , CAD , DAB đồng phẳng HD: Cùng nằm mặt phẳng qua A và song song với (BCD) VẤN ĐỀ 2: Tìm giao tuyến hai mặt phẳng Phương pháp: Tìm phương giao tuyến cách sử dụng định lí: Nếu mặt phẳng song song bị cắt mặt phẳng thứ ba thì giao tuyến song song Sử dụng định lí trên để xác định thiết diện hình chóp bị cắt mặt phẳng song song với mặt phẳng cho trước Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành tâm O với AC = a, BD = b Tam giác SBD Một mặt phẳng (P) di động luôn song song với mp(SBD) và qua điểm I trên đoạn AC a) Xác định thiết diện hình chóp với (P) b) Tính diện tích thiết diện theo a, b và x = AI HD: a) Xét trường hợp: I OA, I OC Thiết diện là tam giác b2 x a neáu x Sthieát dieän a b (a x ) neáu a x a a2 b) Cho hai mặt phẳng song song (P) và (Q) Tam giác ABC nằm (P) và đoạn thẳng MN nằm (Q) a) Tìm giao tuyến (MAB) và (Q); (NAC) và (Q) b) Tìm giao tuyến (MAB) và (NAC) Từ bốn đỉnh hình bình hành ABCD vẽ bốn nửa đường thẳng song song cùng chiều Ax, By, Cz, Dt không nằm (ABCD) Một mặt phẳng (P) cắt bốn nửa đường thẳng A, B, C, D a) Chứng minh (Ax,By) // (Cz,Dt) b) Chứng minh ABCD là hình bình hành c) Chứng minh: AA + CC = BB + DD Cho tứ diện ABCD Gọi G1, G2, G3 là trọng tâm các tam giác ABC, ACD, ADB a) Chứng minh (G1G2G3) // (BCD) b) Tìm thiết diện tứ diện ABCD với mp(G1G2G3) Tính diện tích thiết diện biết diện tích tam giác BCD là S c) M là điểm di động bên tứ diện cho G1M luôn song song với mp(ACD) Tìm tập hợp điểm M Chương II – Quan hệ song song không gian Page (9) Phân loại và phương pháp giải toán 11 Phần Hình học Trantuan 4S HD: b) Cho lăng trụ ABC.ABC Gọi H là trung điểm AB a) Chứng minh CB // (AHC) b) Tìm giao điểm AC với (BCH) c) Mặt phẳng (P) qua trung điểm CC và song song với AH và CB Xác định thiết diện và tỉ số mà các đỉnh thiết diện chia cạnh tương ứng lăng trụ HD:c) M, N, P, Q, R theo thứ tự chia các đoạn CC, BC, AB, AB, AC theo các tỉ số 1, 1, 3, , Cho hình hộp ABCD.ABCD a) Chứng minh hai mặt phẳng (BDA) và (BDC) song song b) Chứng minh đường chéo AC qua các trọng tâm G1, G2 tam giác BDA, BDC Chứng minh G1, G2 chia đoạn AC làm ba phần c) Xác định thiết diện hình hộp cắt mp(ABG2) Thiết diện là hình gì? HD: c) Hình bình hành Cho hình lập phương ABCD.ABCD cạnh a Trên AB, CC, CD, AA lấy các điểm M, N, P, Q cho AM = CN = CP = AQ = x (0 x a) a) Chứng minh bốn điểm M, N, P, Q đồng phẳng và MP, NQ cắt điểm cố định b) Chứng minh mp(MNPQ) luôn chứa đường thẳng cố định Tìm x để (MNPQ) // (ABC) c) Dựng thiết diện hình lập phương cắt (MNPQ) Thiết diện có đặc điểm gì? Tính giá trị lớn và nhỏ chu vi thiết diện HD: a) MP và NQ cắt tâm O hình lập phương a b) (MNPQ) qua trung điểm R, S BC và AD x = c) Thiết diện là lục giác MRNPSQ có tâm đối xứng là O Chu vi nhỏ nhất: 3a ; chu vi lớn nhất: 2a( + 1) Cho lăng trụ ABC.ABC a) Tìm giao tuyến (ABC) và (BAC) b) Gọi M, N là điểm bất kì trên AA và BC Tìm giao điểm BC với mặt phẳng (AAN) và giao điểm MN với mp(ABC) Cho lăng trụ ABC.ABC Chứng minh các mặt phẳng (ABC), (BCA) và (CAB) có điểm OG chung O trên đoạn GG nối trọng tâm ABC và trọng tâm ABC Tính OG HD: V ÔN TẬP CHƯƠNG Cho tứ diện ABCD có AB = 2a, tam giác BCD vuông C có BD = 2a, BC = a Gọi E là trung điểm BD Cho biết ( AB, CE ) 60 a) Tính 2AC2 – AD2 theo a b) (P) là mặt phẳng song song với AB và CE, cắt các cạnh BC, BD, AE, AC theo thứ tự M, N, P, Q Tính diện tích tứ giác MNPQ theo a và x = BM (0 < x < a) Xác định x để diện tích lớn c) Tìm x để tổng bình phương các đường chéo MNPQ là nhỏ Chương II – Quan hệ song song không gian Page (10) Trantuan Phần Hình học Phân loại và phương pháp giải toán 12 d) Gọi O là giao điểm MP và NQ Tìm (P) để OA2 + OB2 + OC2 + OD2 nhỏ HD: a) Gọi F là trung điểm AD CEF 600 , CEF 1200 2AC2 – AD2 = 6a2 –2a2 Xét a a ;x b) S = x(a – x) c) x = 2 2 2 d) OA + OB + OC + OD = 4OG + GA2 + GB2 + GC2 + GD2 O di động trên đoạn IJ nối trung điểm AB và CE Tổng nhỏ O là hình chiếu G lên IJ ( G là trọng tâm tứ diện ABCD) Cho tứ diện ABCD cạnh a Gọi I, J là trọng tâm các tam giác ABC và DBC Mặt phẳng (P) qua IJ cắt các cạnh AB, AC, DC, DB M, N, P, Q a) Chứng minh MN, PQ, BC đồng qui song song và MNPQ thường là hình thang cân 4a 3a x y b) Đặt AM = x, AN = y CMR: a(x + y) = 3xy Suy ra: c) Tính diện tích tứ giác MNPQ theo a và s = x + y 2a s 8as s HD: b) SAMN = SAMI + SANI c) Cho hình chóp S.ABCD Tứ giác đáy có AB và CD cắt E, AD và BC cắt F, AC và BD cắt G Mặt phẳng (P) cắt SA, SB, SC A, B, C a) Tìm giao điểm D SD với (P) b) Tìm điều kiện (P) để AB // CD c) Với điều kiện nào (P) thì ABCD là hình bình hành? CMR đó: SA SC SB SD SA SC SB SD d) Tính diện tích tứ giác ABCD HD: b) (P) // SE SA SC 2SG SG c) (P) // (SEF) Gọi G = ACBD Chứng minh: SA SC a2 d) SABCD = 32 Cho mặt phẳng (P) và hai đường thẳng chéo d1, d2 cắt (P) A và B Đường thẳng () thay đổi luôn song song với (P), cắt d1 M, d2 N Đường thẳng qua N và song song d1 cắt (P) N a) Tứ giác AMNN là hình gì? Tìm tập hợp điểm N b) Xác định vị trí () để MN có độ dài nhỏ c) Gọi O là trung điểm AB, I là trung điểm MN Chứng minh OI là đường thẳng cố định M di động d) Tam giác BMN vuông cân đỉnh B và BM = a Tính diện tích thiết diện hình chóp B.AMNN với mặt phẳng qua O và song song với mặt phẳng (BMN) HD: a) Hình bình hành Tập hợp các điểm N là d3, giao tuyến (P) với mặt phẳng qua d2 và song song với d1 b) MN nhỏ AN vuông góc d3 N 3a2 d) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy là hình bình hành M và P là hai điểm di động trên AD MA PS x và SC cho: MD PC (x > 0) Chương II – Quan hệ song song không gian Page 10 (11) Phân loại và phương pháp giải toán 11 Phần Hình học Trantuan a) CMR: MP luôn song song với mặt phẳng cố định (P) b) Tìm giao điểm I (SBD) với MP c) Mặt phẳng qua M và song song với (P) cắt hình chóp SABCD theo thiết diện và cắt BD J Chứng minh IJ có phương không đổi Tìm x để PJ song song với (SAD) d) Tìm x để diện tích thiết diện k lần diện tích SAB (k > cho trước) HD: a) Mặt phẳng (SAB) c) Phương SB; x = 1 k 1 k k d) x = (0 < k < 1) Cho hình chóp S.ABCD, có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, tâm O SA = SB = SC = SD = a Gọi M là điểm trên đoạn AO (P) là mặt phẳng qua M và song song với AD và SO Đặt AM k AO (0 < k < 1) a) Chứng minh thiết diện hình chóp với (P) là hình thang cân b) Tính các cạnh thiết diện theo a và k c) Tìm k để thiết diện trên ngoại tiếp đường tròn Khi đó hãy tính diện tích thiết diện theo a ka a2 1; HD: b) a; (1 – k)a; c) k= Cho lăng trụ ABC.ABC Gọi M, N, P là điểm nằm trên đoạn AB, AC, BC AM C N CP x cho AB AC CB a) Tìm x để (MNP) // (ABC) Khi đó hãy tính diện tích thiết diện cắt mp(MNP), biết tam giác ABC là tam giác cạnh a b) Tìm tập hợp trung điểm NP x thay đổi 2a2 ; HD: a) x = b) Đoạn thẳng nối trung điểm CC và AB Cho lăng trụ ABCD.ABCD, có đáy là hình thang với AD = CD = BC = a, AB = 2a Mặt phẳng (P) qua A cắt các cạnh BB, CC, DD M, N, P a) Tứ giác AMNP là hình gì? So sánh AM và NP b) Tìm tập hợp giao điểm AN và MP (P) di động c) CMR: BM + 2DP = 2CN HD: a) Hình thang AM = 2NP b) Đoạn thẳng song song với cạnh bên 5a c) DP = Chương II – Quan hệ song song không gian Page 11 (12)