Giải Toán 11 trang 109 Tập 1 Cánh diều
Với Giải Toán 11 trang 109 Tập 1 trong Bài 4: Hai mặt phẳng song song Toán lớp 11 Tập 1 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 11 trang 109.
Giải Toán 11 trang 109 Tập 1 Cánh diều
Luyện tập 4 trang 109 Toán 11 Tập 1: Bạn Minh cho rằng: Nếu a, b là hai cát tuyến bất kì cắt ba mặt phẳng song song (P), (Q), (R) lần lượt tại các điểm A, B, C và A’, B’, C’ thì .
Phát biểu của bạn Minh có đúng không? Vì sao?
Lời giải:
Theo định lí Thalès, nếu a, b là hai cát tuyến bất kì cắt ba mặt phẳng song song (P), (Q), (R) lần lượt tại các điểm A, B, C và A’, B’, C’ thì .
Do đó .
Theo bài, bạn Minh phát biểu rằng
Mà do nên phát biểu của bạn Minh là sai.
Bài 1 trang 109 Toán 11 Tập 1: Bạn Chung cho rằng: Nếu mặt phẳng (P) chứa hai đường thẳng a, b và a, b cùng song song với mặt phẳng (Q) thì (P) luôn song song với (Q). Phát biểu của bạn Chung có đúng không? Vì sao?
Lời giải:
Phát biểu của bạn Chung không đúng vì trong trường hợp này, để (P) // (Q) thì hai đường thẳng a và b trong mặt phẳng (P) cần thêm điều kiện cắt nhau tại một điểm.
Chẳng hạn: xét trường hợp hai đường thẳng a và b song song với nhau trong mp(P) (hình vẽ).
Do a // (Q) nên tồn tại đường thẳng c nằm trên (Q) sao cho c // a.
Do a // b và c // a nên a // b // c.
Ta có: b // c mà c ⊂ (Q) nên b // (Q).
Trong hình vẽ trên, tuy a // (Q) và b // (Q) nhưng (P) không song song với (Q).
Bài 2 trang 109 Toán 11 Tập 1: Trong mặt phẳng (P) cho hình bình hành ABCD. Qua A, B, C, D lần lượt vẽ bốn đường thẳng a, b, c, d đôi một song song với nhau và không nằm trong mặt phẳng (P). Một mặt phẳng cắt a, b, c, d lần lượt tại bốn điểm A’, B’, C, D’. Chứng minh rằng A’B’C’D’ là hình bình hành.
Lời giải:
• Ta có: AB // CD (do ABCD là hình bình hành).
Mà CD ⊂ mp(CDD’C’) nên AB // (CDD’C’).
Lại có a // d nên A’A // D’D
Mà D’D ⊂ mp(CDD’C’) nên A’A // (CDD’C’).
Ta có: AB // (CDD’C’);
A’A // (CDD’C’);
AB, A’A cắt nhau tại A và cùng nằm trong (ABB’A’)
Do đó (ABB’A’) // (CDD’C’).
Ta có: (ABB’A’) // (CDD’C’);
(ABB’A’) ∩ (Q) = A’B’;
(CDD’C’) ∩ (Q) = C’D’.
Do đó A’B’ // C’D’.
• Tương tự, (ADD’A’) // (BCC’B);
(ADD’A’) ∩ (Q) = A’D’;
(BCC’B) ∩ (Q) = B’C’.
Do đó A’D’ // B’C’.
Tứ giác A’B’C’D’ có A’B’ // C’D’ và A’D’ // B’C’ nên A’B’C’D là hình bình hành.
Bài 3 trang 109 Toán 11 Tập 1: Cho tứ diện ABCD. Lấy G1, G2, G3 lần lượt là trọng tâm của các tam giác ABC, ACD, ADB.
a) Chứng minh rằng (G1G2G3) // (BCD).
b) Xác định giao tuyến của mặt phẳng (G1G2G3) với mặt phẳng (ABD).
Lời giải:
a)
Gọi M, N, P lần lượt là trung điểm của BC, CD, DB.
Trong mp(ABC), xét ABC có G1 là trọng tâm của tam giác nên ;
Trong mp(ACD), xét ACD có G2 là trọng tâm của tam giác nên ;
Trong mp(ABD), xét ABD có G3 là trọng tâm của tam giác nên .
Trong mp(AMP), xét AMP có nên G1G3 // MP (theo định lí Thalès đảo).
Mà MP ⊂ (BCD) nên G1G3 // (BCD).
Chứng minh tương tự ta cũng có nên G2G3 // NP (theo định lí Thalès đảo).
Mà NP ⊂ (BCD) nên G2G3 // (BCD).
Ta có: G1G3 // (BCD);
G2G3 // (BCD);
G1G3, G2G3 cắt nhau tại G3 và cùng nằm trong mp(G1G2G3).
Do đó (G1G2G3) // (BCD).
b)
Ta có: B, D cùng thuộc hai mặt phẳng (ABD) và (BCD) nên (ABD) ∩ (BCD) = BD.
Giả sử (ABD) ∩ (G1G2G3) = d.
Ta có: (G1G2G3) // (BCD);
(ABD) ∩ (BCD) = BD;
(ABD) ∩ (G1G2G3) = d.
Suy ra d // BD.
Mà G3 ∈ (ABD) và G3 ∈ (G1G2G3) nên G3 là giao điểm của (G1G2G3) và (ABD).
Do đó giao tuyến d của hai mặt phẳng (G1G2G3) và (ABD) đi qua điểm G3 và song song với BD, cắt AB, AD lần lượt tại I và K.
Vậy (G1G2G3) ∩ (ABD) = IK.
Bài 4 trang 109 Toán 11 Tập 1: Cho hai hình bình hành ABCD và ABEF không cùng nằm trong một mặt phẳng.
a) Chứng minh rằng (AFD) // (BEC).
b) Gọi M là trọng tâm của tam giác ABE. Gọi (P) là mặt phẳng đi qua M và song song với mặt phẳng (AFD). Lấy N là giao điểm của (P) và AC. Tính .
Lời giải:
a)
Ta có: BE // AF (do ABEF là hình bình hành);
AF ⊂ (AFD)
Do đó BE // (AFD).
Ta cũng có: BC // AD (do ABCD là hình bình hành)
AD ⊂ (AFD)
Do đó BC // (AFD).
Do BE // (AFD);
BC // (AFD);
BE, BC cắt nhau tại điểm B và cùng nằm trong mp(BEC)
Suy ra (AFD) // (BEC).
b)
+) Do (AFD) song song với (P) nên tồn tại hai đường thẳng trong (AFD) song song với (P).
• Trong mp(ABEF), qua điểm M vẽ đường thẳng song song với AF, đường thẳng này cắt AB, EF lần lượt tại I, J.
Khi đó IJ // AF, mà AF ⊂ (AFD) nên IJ // (AFD).
• Trong mp(ABCD), qua điểm I vẽ đường thẳng song song với AD, cắt CD tại K.
Khi đó IK // AD, mà AD ⊂ (AFD) nên IK // (AFD).
• Ta có: IJ // (AFD);
IK // (AFD);
IJ, IK cắt nhau tại điểm I và cùng nằm trong mp(IJK).
Do đó (IJK) // (AFD).
Mà M ∈ IJ, IJ ⊂ (IJK) nên mp (P) đi qua M và song song với (AFD) chính là mp(IJK).
+) Trong mp(ABCD), AC cắt IK tại N, khi đó N là giao điểm của AC và (P).
Trong mp(ABCD), xét DABC có IN // BC (do IK // AD // BC) nên theo định lí Thalès ta có: .
Trong mp(ABEF), xét DABF có IM // AF nên theo định lí Thalès ta có: .
Gọi O là tâm hình bình hành ABEF. Khi đó O là trung điểm của FB nên FO = OB.
Do M là trọng tâm của ABE nên và .
Ta có: .
Vậy .
Lời giải bài tập Toán 11 Bài 4: Hai mặt phẳng song song hay khác: