TOÁN 11-CÁNH DIỀU Điện thoại: 0946798489
Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuong Trang 1
PHẦN A. LÝ THUYẾT VÀ VÍ DỤ MINH HỌA
I. ĐƯỜNG THẲNG SONG SONG VỚI MẶT PHẲNG
Đường thẳng được gọi là song song với mặt phẳng nếu chúng không có điểm chung.
dụ 1. Cho hình chóp
.S ABCD
đáy
ABCD
hình bình hành (Hình 46). Chứng minh rằng
/ /( )AB SCD
.
Giải
Nếu đường thẳng
AB
mặt phẳng
( )SCD
điểm chung
M
thì điểm
M
nằm trên c hai
mặt phẳng
( )ABCD
( )SCD
, suy ra điểm
M
nằm trên
CD
. Do đó
M
điểm chung của hai
đường thẳng
AB
CD
. Điều này không xảy ra vì
/ /AB CD
. Vậy
/ /( )AB SCD
.
II. ĐIỀU KIỆN VÀ TÍNH CHẤT
Định lí 1 (dấu hiệu nhận biết một đường thẳng song song với một mặt phẳng) (Hình 49):
Nếu đường thẳng
a
không nằm trong mặt phẳng
( )P
a
song song với đường thẳng
a΄
nằm
trong
( )P
thì
a
song song với
( )P
.
dụ 2. Cho hình chóp
.S ABCD
. Gọi
,M N
lần lượt là trung điểm của các cạnh
,SA SC
. Chứng
minh rằng đường thẳng
MN
song song với mặt phẳng
( )ABCD
.
Giải. (Hình 50)
,M N
lần lượt là trung điểm của các cạnh
,SA SC
nên
MN
đường trung bình của tam giác
SAC
. Suy ra
/ /MN AC
. Do
( )AC ABCD
, nên theo Định lí 1, ta có:
/ /( )MN ABCD
.
Định lí 2. (Tính chất của đường thẳng song song với mặt phẳng) (Hình 52):
BÀI 3. ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG SONG SONG
CHƯƠNG 4. QUAN HỆ SONG SONG
|FanPage: Nguyễn Bảo Vương
Blog: Nguyễn Bảo Vương:
https://www.nbv.edu.vn/
Trang 2 Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/
Cho đường thẳng
a
song song với mặt phẳng
( )P
. Nếu mặt phẳng
( )Q
chứa
a
cắt
( )P
theo
giao tuyến
b
thì
b
song song với
a
.
Ví dụ 3. Cho tứ diện
ABCD
. Trên cạnh
AB
lấy một điểm
M
. Gọi
( )R
mặt phẳng qua
M
song song với hai đường thẳng
AC
BD
. Xác định giao tuyến của mặt phẳng
( )R
với mặt
phẳng
( )ABC
.
Giải. (Hình 53)
Áp dụng Định lí 2, ta có: Mặt phẳng
( )R
đi qua
M
song song với
AC
, mà
( )AC ABC
n
mặt phẳng
( )R
cắt mặt phẳng
( )ABC
theo giao tuyến
p
đi qua
M
và song song với
AC
.
Trong trường hợp tổng quát, ta có hệ quả của Định lí 2:
Nếu hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với một đường thẳng thì giao tuyến của chúng (nếu
có) cũng song song với đường thẳng đó.
Chú ý: Cho hai đường thẳng chéo nhau. Khi đó duy nhất một mặt phẳng chứa đường thẳng
này và song song với đường thẳng kia.
dụ 4. Cho hình chóp
.S ABCD
đáy
ABCD
là hình bình hành. Gọi
,M N
lần lượt trung
điểm của các cạnh
AB
SB
. Chứng minh rằng:
a) Có duy nhất một mặt phẳng
( )R
là mặt phẳng chứa
MN
và song song với
AD
.
b) Đường thẳng
AD
song song với giao tuyến
d
của hai mặt phẳng
( )SBC
( )R
.
Giải. (Hình 55)
a) Do
MN
AD
là hai đường thẳng chéo nhau nên theo chú ý trên, có duy nhất một mặt phẳng
( )R
chứa
MN
và song song với
AD
.
b) Ta thấy
N
là điểm chung hai mặt phẳng
( )SBC
( )R
. Ngoài ra,
/ /AD BC
( )BC SBC
nên
/ /( )AD SBC
.
/ /( )AD R
nên theo hệ quả của Định 2, giao tuyến
d
của hai mặt phẳng
( )SBC
( )R
song song với
AD
. Vậy
/ /AD d
.
Điện thoại: 0946798489 TOÁN 11-CÁNH DIỀU
Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang 3
PHẦN B. BÀI TẬP TỰ LUẬN (PHÂN DẠNG)
DẠNG 1. BÀI TOÁN CHỨNG MINH ĐƯỜNG THẲNG SONG SONG VỚI MẶT PHẲNG
//Δ
//
Δ
d
d d
.
Câu 1. (SGK-Cánh diều 11-Tập 1) Quan sát các xà ngang trên sân tập thể dục ở Hình 47. Hãy cho biết
vị trí tương đối của các xà ngang đó với mặt sàn
Câu 2. (SGK-Cánh diều 11-Tập 1) Cho tứ diện
ABCD
. Gọi
, ,M N P
lần lượt là trung điểm của các
cạnh
,AB AC
,
AD
. Các đường thẳng
, ,MN NP PM
có song song với mặt phẳng
( )BCD
không? Vì sao?
Câu 3. (SGK-Cánh diều 11-Tập 1) Cho tứ diện
ABCD
. Gọi
G
là trọng tâm của tam giác
ABD
, điểm
I
nằm trên cạnh
BC
sao cho
2BI IC
. Chứng minh rằng
IG
song song với mặt phẳng
( )ACD
.
Câu 4. (SGK-Cánh diều 11-Tập 1) Cho hai hình bình hành
ABCD
ABEF
không cùng nằm trong
một mặt phẳng. Gọi
,M N
lần lượt là trọng tâm của hai tam giác
ABF
ABC
. Chứng minh rằng đường
thẳng
MN
song song với mặt phẳng
( )ACF
.
Câu 5. Cho hình chóp
.S ABCD
,
ABCD
là hình bình hành.
,M N
là trung điểm của
,SA CD
.
Chứng minh
//MN SBC
.
Câu 6. Lăng trụ
.ABC A B C
.
,M N
là trung điểm của
,A C BC
. Chứng minh
//MN ABB A
Câu 7. Cho hình lập phương
. ' ' ' 'ABCD A B C D
.
,M N
thuộc hai đoạn
' 'A B
'DD
để
'A M DN
.
Chứng minh song song với một mặt phẳng cố định.
Câu 8. Cho hình lăng tr
. ' ' 'ABC A B C
.
1 2
,G G
lần lượt là trọng tâm các tam giác
' ' 'A B C
'ABB
.
Chứng minh rằng
1 2
// ' 'G G BCC B
.
Câu 9. Cho hai hình bình hành
ABCD
,
ABEF
không đồng phẳng.
M AC
,
N BF
để
1
3
AM BN
AC BF
. Chứng minh
//MN CDEF
.
Câu 10. Cho lăng trụ
. ' ' 'ABC A B C
,
'M B C
. Vẽ
// 'MN CC
,
' 'N B C
. Vẽ
/ / ' 'NP A C
,
' 'P A B
. Vẽ
// 'PQ AA
,
'Q B A
. Chứng minh
//MQ ABC
.
Câu 11. Cho hình lập phương
. ' ' ' 'ABCD A B C D
.
M
,
N
là trung điểm của
' 'A B
,
'DD
. Chứng minh
// 'MN A BD
.
Blog: Nguyễn Bảo Vương:
https://www.nbv.edu.vn/
Trang 4 Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/
Câu 12. Cho hình chóp
.S ABCD
. Gọi
M
,
N
lần lượt là trung điểm của
AB
BC
;
G
,
G
lần lượt là
trọng tâm các tam giác
SAB
SBC
.
a) Chứng minh
//MN SAC
.
b) Chứng minh
//GG SAC
.
Câu 13. Cho hai hình bình hành
ABCD
ABEF
không cùng nằm trong một mặt phẳng có tâm lần lượt
O
O
.
a) Chứng minh rằng
OO
song song với các mặt phẳng
ADF
BCE
.
b) Gọi
M
,
N
lần lượt là hai điểm trên các cạnh
AE
,
BD
sao cho
1
3
AM AE
,
1
3
BN BD
. Chứng minh
rằng
MN
song song với mặt phẳng
CDEF
.
Câu 14. Cho hình bình hành
ABCD
ABEF
không cùng nằm trong một mặt phẳng. Gọi
M
,
N
lần
lượt là các điểm trên
AE
BD
sao cho
1
3
AM AE
,
1, 0BN BD x
x
. Tìm
x
để
//MN CDFE
.
Câu 15. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy là hình thang với
//AD BC
. Gọi
G
là trọng tâm của tam giác
SAD
;
E
là điểm thuộc đoạn
AC
sao cho
, 0EC xEA x
. Tìm
x
để
//GE SBC
.
Câu 16. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy là hình bình hành. Gọi
M
,
N
lần lượt là các điểm thuộc
cạnh
SB
và đoạn
AC
sao cho
BM x
MS
NC y
NA
,
0 , 1x y
. Tìm hệ thức liên hệ giữa
x
y
để
//MN SAD
.
Câu 17. Cho tứ diện
ABCD
2 3AB AC AD
. Gọi
O
,
O
lần lượt là tâm đường tròn nội tiếp của các
tam giác
ABC
ABD
. Tính tỉ số
BC
kBD
khi
//OO BCD
.
DẠNG 2. XÁC ĐỊNH GIAO TUYẾN CỦA 2 MẶT PHẲNG
Phương pháp:
Để tìm giao tuyến của 2 mặt phẳng, ngoài phương pháp “Tìm 2 điểm chung của 2 mặt phẳng”, ta sử dụng
định lí về giao tuyến như sau:
Bước 1: Chỉ ra rằng
,
lần lượt chứa hai đường thẳng song song
a
b
.
Bước 2: Tìm một điểm chung
M
của hai mặt phẳng.
Bước 3: Khi đó
// //Mx a b
.
Câu 18. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Trong phòng học của lớp, hãy nêu những hình ảnh về đường thẳng
song song với mặt phẳng.
Câu 19. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Trong Hình 57, khi cắt bánh sinh nhật, mặt cắt và mặt khay đựng
bánh lần lượt gợi nên hình ảnh mặt phẳng
( )Q
và mặt phẳng
( )P
; mép trên và mép dưới của lát cắt lần lượt
gợi nên hình ảnh hai đường thẳng
a
b
trong đó
a
song song với mặt phẳng
( )P
. Cho biết hai đường
thẳng
,a b
có song song với nhau hay không.
Câu 20. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Trong Hình 56, hai mặt tường của căn phòng gợi nên hình ảnh hai
mặt phẳng
P
Q
cắt nhau theo giao tuyến
b
, mép cột gợi nên hình ảnh đường thẳng
a
. Cho biết
đường thẳng
a
có song song với giao tuyến
b
hay không?
Điện thoại: 0946798489 TOÁN 11-CÁNH DIỀU
Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang 5
Hình 56
Câu 21. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Cho tứ diện
ABCD
. Trên cạnh
AB
lấy một điểm
M
. Gọi
( )R
mặt phẳng qua
M
và song song với hai đường thẳng
AC
BD
. Xác định giao tuyến của mặt phẳng
( )R
với các mặt phẳng
( )ABD
,
, .BCD ACD
Câu 22. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy
ABCD
là hình bình hành. Gọi
,M N
lần lượt là trung điểm của
AB
CD
. Chứng minh rằng đường thẳng
MN
song song với giao tuyến
d
của hai mặt phẳng
( )SBC
( )SAD
.
Câu 23. (SGK-Cánh diều 11- Tập 1) Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy
ABCD
là hình bình hành. Lấy
điểm
M
trên cạnh
AD
sao cho
3AD AM
. Gọi
,G N
lần lượt là trọng tâm của tam giác
,SAB ABC
.
a) Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng
( )SAB
( )SCD
.
b) Chứng minh rằng
MN
song song với mặt phẳng
( )SCD
NG
song song với mặt phẳng
( )SAC
.
Câu 24. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy
ABCD
là hình bình hành. Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng
SAB
SCD
.
Câu 25. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy là hình thang với các cạnh đáy là
AB
CD
. Gọi
I
,
J
lần lượt
là trung điểm của
AD
BC
,
G
là trọng tâm của tam giác
SAB
. Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng
SAB
IJG
.
Câu 26. Cho tứ diện
ABCD
. Gọi
1
G
2
G
theo thứ tự là trọng tâm tam giác
ABD
và tam giác
ACD
.
Tìm giao tuyến của mặt phẳng
1 2
AG G
với mặt phẳng
ABC
.
Câu 27. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy
ABCD
là hình bình hành.
Sx
là giao tuyến của hai mặt phẳng
SAD
SBD
.
M
,
N
lần lượt là trung điểm của
AB
DC
. Chứng minh
MN
song song với giao
tuyến của hai mặt phẳng
SAD
SBC
.
Câu 28. Cho tứ diện
ABCD
Gọi
,M N
tương ứng là
, .AB AC
Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng
DBC
.DMN
Câu 29. Cho hình chóp
.S ABCD
có đáy là hình bình hành tâm
O
. Gọi
M
là trung điểm của
SB
,
N
điểm trên cạnh
BC
sao cho
2 .BN CN
a/ Chứng minh rằng:
( )//OM SCD
b/ Xác định giao tuyến của
( )SCD
( )AMN
.
DẠNG 3. THIẾT DIỆN ĐAI QUA MỘT ĐIỂM VÀ SONG SONG VỚI MỘT ĐƯỜNG THẲNG
Định nghĩa thiết diện: Thiết diện (mặt cắt) một đa giác phẳng thu được khi cắt một khối chóp bằng một
mặt phẳng. (Các cạnh của đa giác thu được các đoạn giao tuyến của mặt phẳng với mặt bên
hoặc mặt đáy của hình chóp).