TopStudy

Đáp án và lời giải

Đề kiểm tra Hai mặt phẳng song song lớp 11 (có lời giải) - Đề 2

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Lời giải

Chọn D

Nếu mặt phẳng (P)\left( P \right) có chứa hai đường thẳng phân biệt và hai đường thẳng đó cùng song song song với mặt phẳng (Q)\left( Q \right) thì mặt phẳng (P)\left( P \right) song song với mặt phẳng (Q)\left( Q \right) là mệnh đề sai khi hai đường thẳng đó song song với nhau.

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Một hình lăng trụ ABC.A′B′C′ABC.A'B'C' có tất cả 55 mặt. Do đó một phẳng cắt hình lăng trụ ABC.A′B′C′ABC.A'B'C' theo một thiết diện là hình đa giác có nhiều nhất là 55 cạnh.

Qua cách dựng trực tiếp, ta thấy số cạnh lớn nhất của thiết diện thu được là 55

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Do mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) song song với (SBC)\left( {SBC} \right) nên có:

giao tuyến của (α)\left( \alpha \right) và (ABCD)\left( {ABCD} \right) là đường chứa MM và song song với BCBC, cắt DCDC tại NN;

giao tuyến của (α)\left( \alpha \right) và (SAB)\left( {SAB} \right) là đường chứa MM và song song với SBSB, cắt SASA tại QQ;

giao tuyến của (α)\left( \alpha \right) và (SCD)\left( {SCD} \right) là đường chứa NN và song song với SCSC, cắt SDSD tại PP;

do PQ=(α)∩(SAD)(α)⊃MN(SAD)⊃ADMN//AD}⇒PQ//MN\left. \begin{array}{l}PQ = \left( \alpha \right) \cap \left( {SAD} \right)\\\left( \alpha \right) \supset MN\\\left( {SAD} \right) \supset AD\\MN//AD\end{array} \right\} \Rightarrow PQ//MN.

Vậy thiết diện là hình thang MNPQMNPQ.

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Vẽ MN//CIMN//CIvà MP//SIMP//SI, khi đó thiết diện là tam giác MNPMNP.

Vì SABCSABClà tứ diện đều nên SI=CISI = CI (các đường cao của tam giác đều). Mặt khác ta có MPSI=APSA=NPSC=MNCI\frac{{MP}}{{SI}} = \frac{{AP}}{{SA}} = \frac{{NP}}{{SC}} = \frac{{MN}}{{CI}}.

Suy ra MP=MN≠NPMP = MN \ne NP (do SC≠CISC \ne CI).

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Ta có MNMNlà đường trung bình của tam giác SADSADsuy ra MNMN//{\rm{//}}ADAD (1)\,\left( 1 \right)

Và OPOPlà đường trung bình của tam giác BADBADsuy ra OPOP//{\rm{//}}ADAD (2)\,\left( 2 \right)

Từ (1),(2)\left( 1 \right),\left( 2 \right)suy ra MNMN//{\rm{//}}OPOP//{\rm{//}}ADAD⇒  M,  N,  O,  P\Rightarrow \,\,M,\,\,N,\,\,O,\,\,Pđồng phẳng.

Lại có MPMP//{\rm{//}}SB,   OPSB,\,\,\,OP//{\rm{//}}BCBCsuy ra (MNOP)\left( {MNOP} \right)//{\rm{//}}(SBC)\left( {SBC} \right)hay (MON)\left( {MON} \right)//{\rm{//}}(SBC)\left( {SBC} \right).

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

Hình minh hoạ

Vì (α)//(CIJ)⇒{(α)//CI(α)//SC\left( \alpha \right)//\left( {C{\rm{IJ}}} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left( \alpha \right)//CI\\\left( \alpha \right)//SC\end{array} \right.

(α)//CI\left( \alpha \right)//CIvà CI⊂(ABC)CI \subset (ABC)⇒\Rightarrow(ABC)∩(α)=MN//CI(N∈AC)(ABC) \cap \left( \alpha \right) = MN//CI\left( {N \in AC} \right)

(α)//SC\left( \alpha \right)//SC và SC⊂(SAC)SC \subset (SAC) ⇒(SAC)∩(α)=NP//SC(P∈SA)\Rightarrow (SAC) \cap \left( \alpha \right) = NP//SC\left( {P \in SA} \right)

⇒\Rightarrow(α)≡(MNP)\left( \alpha \right) \equiv \left( {MNP} \right)

Vậy thiết diện của mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) và tứ diện là tam giác ΔMNP\Delta MNP.

Ta có {MN//ICPN//SC⇒MNIC=AMIC=ANAC=PNSC=APSA=k\left\{ \begin{array}{l}MN//IC\\PN//SC\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{MN}}{{IC}} = \frac{{AM}}{{IC}} = \frac{{AN}}{{AC}} = \frac{{PN}}{{SC}} = \frac{{AP}}{{SA}} = k

⇒\RightarrowMP//SIMP//SI⇒\RightarrowMPSI=k\frac{{MP}}{{SI}} = k

Do tứ diện đều nên ΔSAB=ΔABC⇒SI=IC\Delta SAB = \Delta ABC \Rightarrow SI = IC⇔MP=MN\Leftrightarrow MP = MN

Vậy tam giác ΔMNP\Delta MNP cân tại MM.

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Chọn B

Hình minh hoạ

Ta có (α)//(SAB)⇒{(α)//AB(α)//SA\left( \alpha \right){\rm{//}}\left( {SAB} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left( \alpha \right){\rm{//}}AB\\\left( \alpha \right){\rm{//}}SA\end{array} \right.

(α)//AB⇒(α)∩(ABCD)=MK//AB(I∈MK)(1)\left( \alpha \right){\rm{//}}AB \Rightarrow \left( \alpha \right) \cap \left( {ABCD} \right) = MK{\rm{//}}AB\left( {I \in MK} \right)\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{}&{\left( 1 \right)}\end{array}

(α)//SA⇒(α)∩(SAD)=MH//SA\left( \alpha \right){\rm{//}}SA \Rightarrow \left( \alpha \right) \cap \left( {SAD} \right) = MH{\rm{//}}SA

(α)//AB⇒(α)//CD⇒(α)∩(SCD)=HN//CD(2)\left( \alpha \right){\rm{//}}AB \Rightarrow \left( \alpha \right){\rm{//}}CD \Rightarrow \left( \alpha \right) \cap \left( {SCD} \right) = HN{\rm{//}}CD\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{}&{\left( 2 \right)}\end{array}

Từ (1)\left( 1 \right) và (2)\left( 2 \right)⇒MK//HN\Rightarrow MK{\rm{//}}HN.

Vậy thiết diện của hình chóp với (α)\left( \alpha \right) đi qua II và song song với mp(SAB)mp\left( {SAB} \right) là hình thang MHNKMHNK.

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Chọn B

Hình minh hoạ

Diện tích tam giác ABCABClà SΔABC=12.AB.AC.sin⁡BAC^=12.23.23.sin⁡300=3.{S_{\Delta ABC}} = \frac{1}{2}.AB.AC.\sin \widehat {BAC} = \frac{1}{2}.2\sqrt 3 .2\sqrt 3 .\sin {30^0} = 3.

Gọi N,  PN,\,\,Plần lượt là giao điểm của mặt phẳng (P)\left( P \right)và các cạnh  SC\,SCvà SBSB.

Vì (P)\left( P \right)//(ABC)\left( {ABC} \right) nên theo định lí Talet, ta có SMSA=SNSC=SPSB=23.\frac{{SM}}{{SA}} = \frac{{SN}}{{SC}} = \frac{{SP}}{{SB}} = \frac{2}{3}.

Khi đó (P)\left( P \right)cắt hình chóp S.ABCS.ABCtheo thiết diện là tam giác MNPMNPđồng dạng với tam giác ABCABCtheo tỉ số k=23.k = \frac{2}{3}.Vậy SΔMNP=k2.SΔABC=(23)2.3=43.{S_{\Delta MNP}} = {k^2}.{S_{\Delta ABC}} = {\left( {\frac{2}{3}} \right)^2}.3 = \frac{4}{3}.

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Đáp án A sai vì khi cho hai mặt phẳng phân biệt (P)\left( P \right) và (Q)\left( Q \right); đường thẳng a⊂(P); b⊂(Q)a \subset \left( P \right);\,b \subset \left( Q \right) thì aa và bb có thể chéo nhau

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

Hình minh hoạ Hình minh hoạ

Đáp án A sai vì hai mặt phẳng đó có thể trùng nhau.

Đáp án B sai vì ba mặt phẳng phân biệt đôi một cắt nhau theo ba giao tuyến thì ba giao tuyến đó hoặc đồng quy hoặc đôi một song song hoặc trùng nhau (lý thuyết).

Đáp án C đúng. Ta chọn mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) chứa aa và cắt mặt phẳng (P)\left( P \right) theo giao tuyến dd thì d⊂(P)d \subset \left( P \right) và a // da\,{\rm{//}}\,d (Hình 1).

Đáp án D sai vì ta có thể lấy hai mặt phẳng (P)\left( P \right) và (Q)\left( Q \right) thỏa aa, bb nằm trong mặt phẳng (P)\left( P \right); a′a', b′b' nằm trong mặt phẳng (Q)\left( Q \right) với a // b // a′ // b′a\,{\rm{//}}\,b\,{\rm{//}}\,a'\,{\rm{//}}\,b' mà hai mặt phẳng (P)\left( P \right) và (Q)\left( Q \right) cắt nhau (Hình 2).

Câu 11

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C.

Câu 12

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Hình minh hoạ

Gọi hai đường thẳng chéo nhau là aavà bb, cc là đường thẳng song song với aa và cắt bb.

Gọi mặt phẳng (α)≡(b,c)\left( \alpha \right) \equiv \left( {b,c} \right). Do a//c⇒a//(α)a{\rm{//}}c \Rightarrow a{\rm{//}}\left( \alpha \right)

Giải sử mặt phẳng (β)//(α)\left( \beta \right){\rm{//}}\left( \alpha \right) mà b⊂(α)⇒b//(β)b \subset \left( \alpha \right) \Rightarrow b{\rm{//}}\left( \beta \right)

Mặt khác a//(α)⇒a//(β)a{\rm{//}}\left( \alpha \right) \Rightarrow a{\rm{//}}\left( \beta \right). Có vô số mặt phẳng (β)//(α)\left( \beta \right){\rm{//}}\left( \alpha \right)

nên có vô số mặt phẳng song song với cả hai đường thẳng chéo nhau.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Sai

b) Đúng

c) Đúng

d) Đúng

Nếu (P)\left( P \right) và (Q)\left( Q \right) song song với nhau và đường thẳng d⊂(P)d \subset \left( P \right), d′⊂(Q)d' \subset \left( Q \right) thì d,d′d,d' có thể chéo nhau. Nên khẳng định A là sai.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Đúng

b) Đúng

c) Sai

d) Sai

Hình minh hoạ

a) b) Vì HIHI là đường trung bình của tam giác SABSAB nên HI//ABHI//AB,

mà AB⊂(ABCD)⇒HI//(ABCD)AB \subset (ABCD) \Rightarrow HI//(ABCD). (1)

Tương tự ta có: KI//BC,BC⊂(ABCD)⇒KI//(ABCD)KI//BC,BC \subset (ABCD) \Rightarrow KI//(ABCD). (2)

Mặt khác: HI⊂(HKI),KI⊂(HKI),HI∩KI=IHI \subset (HKI),KI \subset (HKI),HI \cap KI = I. (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra (HIK)//(ABCD)(HIK)//(ABCD).

c) d)

Viˋ{M∈AI,AI⊂(SAB)M∈DK,DK⊂(SCD)⇒M∈(SAB)∩(SCD)⇒SM=(SAB)∩(SCD).\begin{array}{l}{\rm{ V\`i }}\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{M \in AI,AI \subset (SAB)}\\{M \in DK,DK \subset (SCD)}\end{array} \Rightarrow M \in (SAB) \cap (SCD)} \right.\\ \Rightarrow SM = (SAB) \cap (SCD).\end{array}

Khidoˊ:{(SAB)∩(SCD)=SMAB⊂(SAB),CD⊂(SCD)⇒SM//AB//CD⇒SM//HIAB//CD(1)Viˋ{N∈DH,DH⊂(SAD)N∈CI,CI⊂(SBC)⇒N∈(SAD)∩(SBC)⇒SN=(SAD)∩(SBC).\begin{array}{l}{\rm{ Khi d\'o : }}\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{(SAB) \cap (SCD) = SM}\\{AB \subset (SAB),CD \subset (SCD) \Rightarrow SM//AB//CD \Rightarrow SM//HI}\\{AB//CD}\end{array}} \right.(1)\\{\rm{ V\`i }}\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{N \in DH,DH \subset (SAD)}\\{N \in CI,CI \subset (SBC)}\end{array} \Rightarrow N \in (SAD) \cap (SBC)} \right.\\ \Rightarrow SN = (SAD) \cap (SBC).\end{array}

Khi đó, ta có:

{(SAD)∩(SBC)=SNAD⊂(SAD),BC⊂(SBC)⇒SN//AD//BC⇒SN//KIAD//BC(2)\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{(SAD) \cap (SBC) = SN}\\{AD \subset (SAD),BC \subset (SBC) \Rightarrow SN//AD//BC \Rightarrow SN//KI}\\{AD//BC}\end{array}} \right.(2)

Mặt khác ba điểm S,M,NS,M,N không thẳng hàng. (3)

Từ (1), (2), (3) suy ra (SMN)//(HIK)(SMN)//(HIK).

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) b) Ta có I′,I{I^\prime },I là trung điểm của B′C′{B^\prime }{C^\prime } và BCBC.

Suy ra II′I{I^\prime } là đường trung bình của hình bình hành BB′C′CB{B^\prime }{C^\prime }C.

Suy ra II′=BB′I{I^\prime } = B{B^\prime } và II′//BB′I{I^\prime }//B{B^\prime }.

Ta có {II′//AA′(//BB′)II′=AA′(=BB′)\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{I{I^\prime }//A{A^\prime }\left( {//B{B^\prime }} \right)}\\{I{I^\prime } = A{A^\prime }\left( { = B{B^\prime }} \right)}\end{array}} \right.

⇒AA′I′I\Rightarrow A{A^\prime }{I^\prime }I là hình bình hành. ⇒AI//A′I′\Rightarrow AI//{A^\prime }{I^\prime }.

c) Trong ( IAA′I′)\left. {IA{A^\prime }{I^\prime }} \right), gọi E=AI′∩A′IE = A{I^\prime } \cap {A^\prime }I.

Suy ra {E∈AI′;AI′⊂(AB′C′)E∈A′I⇒\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{E \in A{I^\prime };A{I^\prime } \subset \left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right)}\\{E \in {A^\prime }I}\end{array} \Rightarrow } \right. Suy ra E=A′I∩(AB′C′)E = {A^\prime }I \cap \left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right).

d) Tìm giao tuyến của (AB′C′)\left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right) và (A′BC′)\left( {{A^\prime }B{C^\prime }} \right).

Trong (AA′B′B)\left( {A{A^\prime }{B^\prime }B} \right), gọi F=AB′∩A′BF = A{B^\prime } \cap {A^\prime }B.

⇒{F∈AB′;AB′⊂(AB′C′)F∈A′B;A′B⊂(A′BC′)⇒F∈(AB′C′)∩(A′BC′)(1)\Rightarrow \{\begin{matrix}F\in A{B}^{'};A{B}^{'}\subset (A{B}^{'}{C}^{'}) \\ F\in {A}^{'}B;{A}^{'}B\subset ({A}^{'}B{C}^{'})\end{matrix}\Rightarrow F\in (A{B}^{'}{C}^{'})\cap ({A}^{'}B{C}^{'})(1)

Ta có E=AI′∩A′IE = A{I^\prime } \cap {A^\prime }I.

⇒{E∈AI′;AI′⊂(AB′C′)E∈A′I;A′I⊂(A′BC′)⇒E∈(AB′C′)∩(A′BC′)(2)\Rightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{E \in A{I^\prime };A{I^\prime } \subset \left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right)}\\{E \in {A^\prime }I;{A^\prime }I \subset \left( {{A^\prime }B{C^\prime }} \right)}\end{array} \Rightarrow E \in \left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right) \cap \left( {{A^\prime }B{C^\prime }} \right)(2)} \right.

Từ (1) và (2) suy ra EF=(AB′C′)∩(A′BC′)EF = \left( {A{B^\prime }{C^\prime }} \right) \cap \left( {{A^\prime }B{C^\prime }} \right).

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) Đúng

b) Đúng

c) Sai

d) Đúng

a) Chứng minh: (BDA′)//(B′D′C)\left( {BD{A^\prime }} \right)//\left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right).

Ta có BA′D′CB{A^\prime }{D^\prime }C là hình bình hành nên BA′//D′CB{A^\prime }//{D^\prime }C.

Ta có BB′D′DB{B^\prime }{D^\prime }D là hình bình hành nên B′D′//BD{B^\prime }{D^\prime }//BD.

Ta có {BA′//D′CBD//B′D′BA′,BD⊂(BA′D);BA′∩BD=BB′D′,D′C⊂(B′D′C);B′D′∩D′C=D′\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{B{A^\prime }//{D^\prime }C}\\{BD//{B^\prime }{D^\prime }}\\{B{A^\prime },BD \subset \left( {B{A^\prime }D} \right);B{A^\prime } \cap BD = B}\\{{B^\prime }{D^\prime },{D^\prime }C \subset \left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right);{B^\prime }{D^\prime } \cap {D^\prime }C = {D^\prime }}\end{array}} \right.

⇒(BDA′)//(B′D′C)\Rightarrow \left( {BD{A^\prime }} \right)//\left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right).

b) Chứng minh đường chéo AC′A{C^\prime } qua trọng tâm G1,G2{G_1},{G_2} của tam giác BDA′BD{A^\prime } và B′D′C{B^\prime }{D^\prime }C.

Trong (ABCD)(ABCD), gọi O=AC∩BDO = AC \cap BD.

⇒{O∈AC;AC⊂(ACC′A′)O∈BD;BD⊂(BDA′)⇒O∈(ACC′A′)∩(BDA′)\Rightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{O \in AC;AC \subset \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right)}\\{O \in BD;BD \subset \left( {BD{A^\prime }} \right)}\end{array} \Rightarrow O \in \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {BD{A^\prime }} \right)} \right..

Mà A′∈(ACC′A′)∩(BDA′){A^\prime } \in \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {BD{A^\prime }} \right) nên A′O=(ACC′A′)∩(BDA′){A^\prime }O = \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {BD{A^\prime }} \right)

Trong (ACC′A′)\left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right), gọi E=A′O∩AC′E = {A^\prime }O \cap A{C^\prime }.

Ta có A′EEO=A′C′AO=2\frac{{{A^\prime }E}}{{EO}} = \frac{{{A^\prime }{C^\prime }}}{{AO}} = 2 (Thales)

Suy ra EE trùng với trọng tâm G1{G_1} của tam giác BDA′BD{A^\prime }.(1)

Trong (A′B′C′D′)\left( {{A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime }} \right), gọi O′=A′C′∩B′D′{O^\prime } = {A^\prime }{C^\prime } \cap {B^\prime }{D^\prime }.

⇒{O′∈A′C′;A′C′⊂(ACC′A′)O′∈B′D;B′D′⊂(B′D′C)⇒O′∈(ACC′A′)∩(B′D′C)\Rightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{{O^\prime } \in {A^\prime }{C^\prime };{A^\prime }{C^\prime } \subset \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right)}\\{{O^\prime } \in {B^\prime }D;{B^\prime }{D^\prime } \subset \left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right)}\end{array} \Rightarrow {O^\prime } \in \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right)} \right..

Mà C∈(ACC′A′)∩(B′D′C)C \in \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right) nên CO=(ACC′A′)∩(B′D′C)CO = \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) \cap \left( {{B^\prime }{D^\prime }C} \right).

Trong (ACC′A′)\left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right), gọi F=CO∩AC′F = CO \cap A{C^\prime }.

Ta có CFFO′=ACC′O′=2\frac{{CF}}{{F{O^\prime }}} = \frac{{AC}}{{{C^\prime }{O^\prime }}} = 2 (Thales)

Suy ra FF trùng với trọng tâm G2{G_2} của tam giác B′D′C{B^\prime }{D^\prime }C. (2)

Từ (1) và (2) suy ra AC′A{C^\prime } qua trọng tâm G1,G2{G_1},{G_2} của tam giác BDA′BD{A^\prime } 'và B′D′C{B^\prime }{D^\prime }C.

c) Chứng minh G1,G2{G_1},{G_2} chia đoạn AC′A{C^\prime } thành ba phần bằng nhau.

Trong (AA′C′C)\left( {A{A^\prime }{C^\prime }C} \right), gọi I=A′C∩AC′I = {A^\prime }C \cap A{C^\prime }.

Hình minh hoạ

Ta có G1{G_1} là trọng tâm của tam giác A′AC{A^\prime }AC nên AG1=23AI=23⋅12AC′=13AC′A{G_1} = \frac{2}{3}AI = \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{2}A{C^\prime } = \frac{1}{3}A{C^\prime }.

Ta có G2{G_2} là trọng tâm của tam giác A′CC′{A^\prime }C{C^\prime } nên AG2=23C′I=23⋅12AC′=13AC′A{G_2} = \frac{2}{3}{C^\prime }I = \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{2}A{C^\prime } = \frac{1}{3}A{C^\prime }.

Ta có G1G2=AC′−AG1−C′G2=AC′−13AC′−13AC′=13AC′{G_1}{G_2} = A{C^\prime } - A{G_1} - {C^\prime }{G_2} = A{C^\prime } - \frac{1}{3}A{C^\prime } - \frac{1}{3}A{C^\prime } = \frac{1}{3}A{C^\prime }.

Từ đó ta có AG1=G1G2=G2C′(=13AC′)A{G_1} = {G_1}{G_2} = {G_2}{C^\prime }\left( { = \frac{1}{3}A{C^\prime }} \right).

Suy ra G1,G2{G_1},{G_2} chia đoạn AC′A{C^\prime } ' thành ba phần bằng nhau.

d) Xác định thiết diện cắt bởi mặt phẳng (A′B′G2)\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right). Thiết diện là hình gì?

Xét tam giác B′D′C{B^\prime }{D^\prime }C, gọi P=B′G2∩CD′P = {B^\prime }{G_2} \cap C{D^\prime }.

Suy ra PP là trung điểm của CD′C{D^\prime }.

Trong (A′B′G2)\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right), vẽ Px//A′B′Px//{A^\prime }{B^\prime }.

Trong (CC′D′D),Px\left( {C{C^\prime }{D^\prime }D} \right),Px cắt CC′,DD′C{C^\prime },D{D^\prime } lần lượt tại MM và NN.

Suy ra MN//CDMN//CD và MN=CDMN = CD.

Ta có {(A′B′G2)∩(A′B′C′D′)=A′B′(A′B′G2)∩(B′C′CB)=B′M(A′B′G2)∩(CC′D′D)=MN(A′B′G2)∩(AA′D′D)=NA′\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right) \cap \left( {{A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime }} \right) = {A^\prime }{B^\prime }}\\{\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right) \cap \left( {{B^\prime }{C^\prime }CB} \right) = {B^\prime }M}\\{\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right) \cap \left( {C{C^\prime }{D^\prime }D} \right) = MN}\\{\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right) \cap \left( {A{A^\prime }{D^\prime }D} \right) = N{A^\prime }}\end{array}} \right.

⇒\Rightarrow thiết diện của (A′B′G2)\left( {{A^\prime }{B^\prime }{G_2}} \right) và hình hộp ABCD⋅A′B′C′D′ABCD \cdot {A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime } là tứ giác A′B′MN{A^\prime }{B^\prime }MN.

Ta có {MN//A′B′MN=A′B′(=CD)⇒\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{MN//{A^\prime }{B^\prime }}\\{MN = {A^\prime }{B^\prime }( = CD)}\end{array} \Rightarrow } \right. thiết diện A′B′MN{A^\prime }{B^\prime }MN là hình bình hành.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Gọi EE là trung điểm của ADAD và II là giao điểm của NPNP và ECEC.

Ta có ANAC=DPCP=13\frac{{AN}}{{AC}} = \frac{{DP}}{{CP}} = \frac{1}{3} nên NP//ADNP//AD. Do AD//BCAD//BC nên NP//BCNP//BC, suy ra NP//(SBC)NP//(SBC).

Vì NP//ADNP//AD nên ta có EIEC=ANAC=13\frac{{EI}}{{EC}} = \frac{{AN}}{{AC}} = \frac{1}{3}.

Do MM là trọng tâm của tam giác SADSAD và EE trung điểm của đoạn ADAD nên M∈SEM \in SE và EMES=13\frac{{EM}}{{ES}} = \frac{1}{3}. Như vậy EIEC=EMES\frac{{EI}}{{EC}} = \frac{{EM}}{{ES}} nên MI//SCMI//SC, suy ra MI//(SBC)MI//(SBC). Từ đó, ta có (MNP)//(SBC)(MNP)//(SBC).

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Ta có (P)//(MNP);(MNP)∩(A′B′BA)=MN(P)//(MNP);(MNP) \cap \left( {{A^\prime }{B^\prime }BA} \right) = MN. Suy ra (P)∩(A′B′BA)=Hx//MN(P) \cap \left( {{A^\prime }{B^\prime }BA} \right) = Hx//MN.

Trong mặt phẳng (A′B′BA)\left( {{A^\prime }{B^\prime }BA} \right), gọi KK là giao điểm của HxHx và ABAB. Suy ra (P)∩(A′B′BA)=HK(P) \cap \left( {{A^\prime }{B^\prime }BA} \right) = HK.

Vì (P)//(MNP)(P)//(MNP) nên NP//(P)NP//(P). Hơn nữa NP//A′C′NP//{A^\prime }{C^\prime }. Suy ra (P)//A′C′(P)//{A^\prime }{C^\prime }.

Trong mặt phẳng (ACC′A′)\left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right), vẽ HI//A′C′,I∈CC′HI//{A^\prime }{C^\prime },I \in C{C^\prime }.

Ta có (P)∩(ACC′A′)=HI(P) \cap \left( {AC{C^\prime }{A^\prime }} \right) = HI. Tương tự, ta có (P)∩(BCC′B′)=IJ(P) \cap \left( {BC{C^\prime }{B^\prime }} \right) = IJ với J∈BCJ \in BC và IJ//MPIJ//MP.

Vì K,J∈(P)∩(ABC)K,J \in (P) \cap (ABC) nên (P)∩(ABC)=JK(P) \cap (ABC) = JK.

Do đó các đoạn giao tuyến của mặt phẳng (P)(P) với các mặt của hình lăng trụ ABCD⋅A′B′C′D′ABCD \cdot {A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime } tạo thành tứ giác HIJKHIJK.

Mặt khác, KJ//HIKJ//HI (do cùng song song với A′C′{A^\prime }{C^\prime }). Vậy tứ giác HIJKHIJK là hình thang.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì EFEF là đường trung bình của tam giác SADSAD nên EF//SDEF//SD. Vì EFEF không nằm trong mặt phẳng (SCD)(SCD) nên EF//(SCD)EF//(SCD).

Vì FGFG là đường trung bình của hình thang ABCDABCD nên FG//CDFG//CD. Vì FGFG không nằm trong mặt phẳng (SCD)(SCD) nên FG//(SCD)FG//(SCD).

Mặt phẳng (EFG)(EFG) chứa hai đường thẳng cắt nhau EFEF và FGFG cùng song song với mặt phẳng (SCD)(SCD) nên mặt phẳng (EFG)(EFG) song song với mặt phẳng (SCD)(SCD).

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Vì m∥nm\parallel n nên đường thẳng mm song song với mp(C,n)mp(C,n).

Vì ABCDABCD là hình thang có hai đáy là ABAB và CDCD nên AB//CDAB//CD, suy ra đường thẳng ABAB song song với mp(C,n)mp(C,n).mp(B,m)mp(B,m) chứa hai đường thẳng cắt nhau mm và ABAB cùng song song với mp(C,n)mp(C,n) nên mp(B,m)mp(B,m) và mp(C,n)mp(C,n) song song với nhau.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Vì hai mặt phẳng (P)(P) và (Q)(Q) song song với mặt phẳng (ABC)(ABC) nên (P)//(Q)(P)//(Q), do đó ba mặt phẳng (ABC),(P)(ABC),(P) và (Q)(Q) đôi một song song. Theo định lí Thalés trong không gian, ta suy ra A2A1AA1=B2B1BB1=C2C1CC1\frac{{{A_2}{A_1}}}{{A{A_1}}} = \frac{{{B_2}{B_1}}}{{B{B_1}}} = \frac{{{C_2}{C_1}}}{{C{C_1}}}.

Mà AA1=A1  A2A{A_1} = {A_1}\;{A_2} nên A2A1AA1=1\frac{{{A_2}{A_1}}}{{A{A_1}}} = 1, suy ra A2A1AA1=B2B1BB1=C2C1CC1=1\frac{{{A_2}{A_1}}}{{A{A_1}}} = \frac{{{B_2}{B_1}}}{{B{B_1}}} = \frac{{{C_2}{C_1}}}{{C{C_1}}} = 1, do đó BB1=B1  B2B{B_1} = {B_1}\;{B_2} và C1=C1C2{C_1} = {C_1}{C_2}.

Sử dụng định lí Thalés ta cũng chứng minh được A2SA2A1=B2SB2B1=C2SC2C1\frac{{{A_2}S}}{{{A_2}{A_1}}} = \frac{{{B_2}S}}{{{B_2}{B_1}}} = \frac{{{C_2}S}}{{{C_2}{C_1}}}.

Mà A1  A2=A2  S{A_1}\;{A_2} = {A_2}\;S nên A2SA2A1=1\frac{{{A_2}S}}{{{A_2}{A_1}}} = 1, suy ra A2SA2A1=B2SB2B1=C2SC2C1=1\frac{{{A_2}S}}{{{A_2}{A_1}}} = \frac{{{B_2}S}}{{{B_2}{B_1}}} = \frac{{{C_2}S}}{{{C_2}{C_1}}} = 1, do đó B1  B2=B2  S{B_1}\;{B_2} = {B_2}\;S và C1C2=C2  S{C_1}{C_2} = {C_2}\;S.

Vậy B1=B1B2=B2S{B_1} = {B_1}{B_2} = {B_2}S và CC1=C1C2=C2SC{C_1} = {C_1}{C_2} = {C_2}S.

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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.