Giải bài 3 trang 71 – SGK môn Hình học lớp 11
Cho hình hộp ABCD.A′B′C′D′.
a) Chứng minh rằng hai mặt phẳng (BDA′) và (B′D′C) song song với nhau.
b) Chứng minh rằng đường chéo AC′ đi qua trọng tâm G1 và G2 của hai tam giác BDA′ và B′D′C.
c) Chứng minh G1 và G2 chia đoạn AC′ thành ba phần bằng nhau.
d) Gọi O và I lần lượt là tâm của các hình bình hànhABCD và AA′C′C. Xác định thiết diện của mặt phẳng (A′IO) với hình hộp đã cho.
Gợi ý:
- Để chứng minh hai mặt phẳng song song, ta chứng minh mặt phẳng này chứa hai đường thẳng cắt nhau cùng song song với mặt phẳng kia.
a) Ta có: BB’D’D và A’B’CD là các hình bình hành nên:
{BD//B′D′A′D//B′C
Suy ra, hai mặt phẳng (BDA′) và (B′D′C) có các cặp đường thẳng cắt nhau và song song từng đôi một nên chúng song song.
Vậy (BDA′)//(B′D′C)
b) Gọi O,O′,I lần lượt là tâm của hai hình bình hành ABCD,A′B′C′D′,ACC′A′.
Xét tam giác A′BD có G1 là trọng tâm tam giác.
Vì O là trung điểm của AC nên A′O là trung tuyến suy ra: A′G1A′O=23
Xét tam giác AA′C có: I là trung điểm của A′C nên AI là tiếp tuyến.
Do vậy, G1 thuộc AI và AG1AI=23
Chứng minh tương tự ta cũng có: G2 thuộc C′I.
Vậy G1,G2 thuộc AC′ và CG2C′I=23
c)
Theo câu trên, ta có:
AG1G1I=C′G2G2I=21⇒{AG1=23AI=13AC′C′G2=23C′I=13C′A⇒AG1=G1G2=G2C′
d) Ta có: (A′IO)≡(AA′C′C)
Nên (A′IO) cắt hình hộp theo thiết diện là AA′C′C.