Câu 21Học Kỳ
Thuộc đề: Kiểm Tra Cuối Học Kỳ I Toán 11 Sở GD&ĐT TP Hồ Chí Minh THPT Trần Khai Nguyên 2025-2026Cho hình chóp tứ giác có đáy là hình thang với , . Gọi là giao điểm của và , là điểm trên cạnh thoả mãn .
a) Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng và .
b) Chứng minh .
Cho hình chóp tứ giác có đáy là hình thang với , . Gọi là giao điểm của và , là điểm trên cạnh thoả mãn .
a) Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng và .
b) Chứng minh .
a) Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng và .
b) Chứng minh .
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
**a) Tìm giao tuyến của và .**
Vì nên (vì không nằm trong và song song với đường thẳng ).
Hai mặt phẳng và có điểm chung là , nên giao tuyến của chúng là đường thẳng đi qua và song song với (do thì song song với giao tuyến).
Trong mặt phẳng , qua vẽ đường thẳng . Khi đó giao tuyến của và là (đường thẳng qua song song với và ).
**b) Chứng minh .**
Trong hình thang với , , xét tam giác và :
- nên , suy ra .
Trên tia lấy điểm sao cho (tức ). Trong tam giác : vì ... xét tam giác : trên với tức ; trên với . Suy ra (định lí Thales trong tam giác ).
Xét tam giác : trên với , và trên với tức , cũng có . Suy ra , do đó (định lí Thales đảo trong tam giác ).
Vì ... xét mặt phẳng : ta có với , và .
Xét tam giác : trên với tức ; trên với tức , suy ra ... chính xác hơn: nên .
Cách trình bày chuẩn: Trong tam giác , gọi là điểm trên sao cho (tức ). Vì nên (Thales trong tam giác ).
Xét tam giác : , và trên ? Không — nằm trong đáy. Ta dùng mặt phẳng : vì nên , do đó ... Suy ra là hình bình hành? Kiểm tra: tức , và thuộc . Xét tam giác : đường thẳng qua song song cắt tại với .
Trong tam giác : . Gọi là giao điểm của với ... Thay vào đó dùng tỉ số: trong tam giác , đường thẳng qua (trong mặt phẳng ) song song với cắt tại với — cần vị trí của theo phương .
Cách gọn: Vì nên lấy trên đoạn sao cho ... chính là điểm đó. Trong tam giác , điểm trên với , lấy trên với , suy ra . Mặt khác trong tam giác : nên . Vậy ? Không: và với , hai đường cắt nhau tại , nên .
Suy ra giao tuyến của và là đường thẳng qua song song với giao tuyến của và , tức song song với . Gọi giao tuyến này cắt tại (vì nằm giữa và , đường qua song song trong cắt đoạn ). Khi đó .
Xét tam giác : với ... nhưng không thuộc ! Sửa lại: giao tuyến của và đi qua (vì ) và song song với ; cắt tại với .
Vậy trong tam giác : và , suy ra (Thales).
Xét tam giác : , với , nên .
Xét tam giác và điểm : vì nên , tức nằm trên đường thẳng qua... Xét tam giác (đường cắt ?): Ta có , xét tam giác : đường thẳng với , : vì thì , và trong tam giác , đường thẳng qua song song với ... Cần chứng minh thẳng hàng: xét tam giác , đường thẳng qua song song cắt tại điểm có , đó chính là . Vậy và đường song song: và , xét tam giác với trên ? Không, không thuộc .
Dùng mặt phẳng: nên , do đó ? Không. Ta có và nên . Xét mặt phẳng chứa : trong đó với , . Xét tam giác : . Đường thẳng : , . Trong tam giác , nên . Xét tam giác ... không cần: vì (vì ), xét tam giác không chứa .
Chứng minh thẳng hàng: trong mặt phẳng , và . Đường thẳng song song nên không cắt ; nhưng cần nằm trên — sai hướng. Thực ra không thẳng hàng theo cách này.
**Trở lại cách đúng với hình bình hành:** Vì và ... Cách chuẩn của bài này: Trong , vì , ta có . Lấy trên đoạn sao cho ; khi đó , suy ra (Thales trong tam giác : ). Vậy , mà , thẳng hàng.
Xét tam giác ... thay vào đó: (vì ). Xét tam giác ? Không. Xét mặt phẳng : không chứa .
Dùng tam giác : . Trong tam giác , (với , ). Xét tam giác : (vì ... đúng: ? Kiểm tra: nên , còn . Không khớp theo đỉnh : cần , tức .
Sửa: lấy trên sao cho , tức . Khi đó trong tam giác : suy ra . Trong tam giác : , còn — không Thales được.
**Cách chuẩn (dùng điểm trên ):** Chọn với . Trong tam giác : nên , do đó .
Trong tam giác : . Trong , với . Xét tam giác : đường thẳng qua song song với cắt tại điểm có — không trực tiếp.
Dùng hệ quả Thales trong tam giác với đường thẳng : , , suy ra tức .
Vậy ta có: (vì và ) và ? Không: tức (vì ). Vậy tứ giác : và — là hình bình hành! Suy ra và ... điều cần: ? Không, hình bình hành (đỉnh theo thứ tự ): và . Đường chéo không song song. Nhưng ta cần : trong , gọi là giao của với ...
Thực chất: trong mặt phẳng , với , với , tức . Đường thẳng cắt tại : theo Menelaus trong tam giác với đường thẳng : , tức là trung điểm .
Vậy cắt tại trung điểm của . Xét tam giác ... nhưng cần — nếu cắt thì cắt ! Mâu thuẫn — nghĩa là phải song song , tức ? Kiểm tra Menelaus lại: nếu thì không giao. Kiểm tra trực tiếp bằng tọa độ:
Đặt , , , (AB=2CD=2, đúng, AB//CD). (đỉnh trên D). với : . : đường : ; đường : . Giải: , . . .
Vector . Vector . Không song song. Vector : không song song. Kiểm tra có song song không: mặt chứa . Normal: , , cross : . Phương trình: . Điểm : . Điểm : . Vậy không song song với cấu hình này?
Hmm, nhưng hình thang có thể đặt khác: , là giao — tỉ lệ luôn đúng. cũng đúng. Vậy trong : , với tức , , .
Trong mặt phẳng : dùng tọa độ phẳng với gốc: = vector , = vector . (từ S). (vì , gần D: , từ : ). Sửa: . . . Vậy , tức !
Tọa độ trước của tôi sai chỗ nào? : nên chia theo , , không phải . Tôi nhầm. Với : . . Tỉ lệ: , , . Có! , tức . Chuẩn.
Vậy lời giải: (từ đồng dạng ), ... Trình bày: trong , và — dùng : . Xét tam giác : với , với , suy ra (định lí Thales trong tam giác tại đỉnh ). Mà , , nên . Đẹp!
Tỉ lệ : đồng dạng cho , nên , . Và . Kết luận đúng.
Lời giải hoàn chỉnh như trên.
**a) Tìm giao tuyến của và .**
Vì nên (vì không nằm trong và song song với đường thẳng ).
Hai mặt phẳng và có điểm chung là , nên giao tuyến của chúng là đường thẳng đi qua và song song với (do thì song song với giao tuyến).
Trong mặt phẳng , qua vẽ đường thẳng . Khi đó giao tuyến của và là (đường thẳng qua song song với và ).
**b) Chứng minh .**
Trong hình thang với , , xét tam giác và :
- nên , suy ra .
Trên tia lấy điểm sao cho (tức ). Trong tam giác : vì ... xét tam giác : trên với tức ; trên với . Suy ra (định lí Thales trong tam giác ).
Xét tam giác : trên với , và trên với tức , cũng có . Suy ra , do đó (định lí Thales đảo trong tam giác ).
Vì ... xét mặt phẳng : ta có với , và .
Xét tam giác : trên với tức ; trên với tức , suy ra ... chính xác hơn: nên .
Cách trình bày chuẩn: Trong tam giác , gọi là điểm trên sao cho (tức ). Vì nên (Thales trong tam giác ).
Xét tam giác : , và trên ? Không — nằm trong đáy. Ta dùng mặt phẳng : vì nên , do đó ... Suy ra là hình bình hành? Kiểm tra: tức , và thuộc . Xét tam giác : đường thẳng qua song song cắt tại với .
Trong tam giác : . Gọi là giao điểm của với ... Thay vào đó dùng tỉ số: trong tam giác , đường thẳng qua (trong mặt phẳng ) song song với cắt tại với — cần vị trí của theo phương .
Cách gọn: Vì nên lấy trên đoạn sao cho ... chính là điểm đó. Trong tam giác , điểm trên với , lấy trên với , suy ra . Mặt khác trong tam giác : nên . Vậy ? Không: và với , hai đường cắt nhau tại , nên .
Suy ra giao tuyến của và là đường thẳng qua song song với giao tuyến của và , tức song song với . Gọi giao tuyến này cắt tại (vì nằm giữa và , đường qua song song trong cắt đoạn ). Khi đó .
Xét tam giác : với ... nhưng không thuộc ! Sửa lại: giao tuyến của và đi qua (vì ) và song song với ; cắt tại với .
Vậy trong tam giác : và , suy ra (Thales).
Xét tam giác : , với , nên .
Xét tam giác và điểm : vì nên , tức nằm trên đường thẳng qua... Xét tam giác (đường cắt ?): Ta có , xét tam giác : đường thẳng với , : vì thì , và trong tam giác , đường thẳng qua song song với ... Cần chứng minh thẳng hàng: xét tam giác , đường thẳng qua song song cắt tại điểm có , đó chính là . Vậy và đường song song: và , xét tam giác với trên ? Không, không thuộc .
Dùng mặt phẳng: nên , do đó ? Không. Ta có và nên . Xét mặt phẳng chứa : trong đó với , . Xét tam giác : . Đường thẳng : , . Trong tam giác , nên . Xét tam giác ... không cần: vì (vì ), xét tam giác không chứa .
Chứng minh thẳng hàng: trong mặt phẳng , và . Đường thẳng song song nên không cắt ; nhưng cần nằm trên — sai hướng. Thực ra không thẳng hàng theo cách này.
**Trở lại cách đúng với hình bình hành:** Vì và ... Cách chuẩn của bài này: Trong , vì , ta có . Lấy trên đoạn sao cho ; khi đó , suy ra (Thales trong tam giác : ). Vậy , mà , thẳng hàng.
Xét tam giác ... thay vào đó: (vì ). Xét tam giác ? Không. Xét mặt phẳng : không chứa .
Dùng tam giác : . Trong tam giác , (với , ). Xét tam giác : (vì ... đúng: ? Kiểm tra: nên , còn . Không khớp theo đỉnh : cần , tức .
Sửa: lấy trên sao cho , tức . Khi đó trong tam giác : suy ra . Trong tam giác : , còn — không Thales được.
**Cách chuẩn (dùng điểm trên ):** Chọn với . Trong tam giác : nên , do đó .
Trong tam giác : . Trong , với . Xét tam giác : đường thẳng qua song song với cắt tại điểm có — không trực tiếp.
Dùng hệ quả Thales trong tam giác với đường thẳng : , , suy ra tức .
Vậy ta có: (vì và ) và ? Không: tức (vì ). Vậy tứ giác : và — là hình bình hành! Suy ra và ... điều cần: ? Không, hình bình hành (đỉnh theo thứ tự ): và . Đường chéo không song song. Nhưng ta cần : trong , gọi là giao của với ...
Thực chất: trong mặt phẳng , với , với , tức . Đường thẳng cắt tại : theo Menelaus trong tam giác với đường thẳng : , tức là trung điểm .
Vậy cắt tại trung điểm của . Xét tam giác ... nhưng cần — nếu cắt thì cắt ! Mâu thuẫn — nghĩa là phải song song , tức ? Kiểm tra Menelaus lại: nếu thì không giao. Kiểm tra trực tiếp bằng tọa độ:
Đặt , , , (AB=2CD=2, đúng, AB//CD). (đỉnh trên D). với : . : đường : ; đường : . Giải: , . . .
Vector . Vector . Không song song. Vector : không song song. Kiểm tra có song song không: mặt chứa . Normal: , , cross : . Phương trình: . Điểm : . Điểm : . Vậy không song song với cấu hình này?
Hmm, nhưng hình thang có thể đặt khác: , là giao — tỉ lệ luôn đúng. cũng đúng. Vậy trong : , với tức , , .
Trong mặt phẳng : dùng tọa độ phẳng với gốc: = vector , = vector . (từ S). (vì , gần D: , từ : ). Sửa: . . . Vậy , tức !
Tọa độ trước của tôi sai chỗ nào? : nên chia theo , , không phải . Tôi nhầm. Với : . . Tỉ lệ: , , . Có! , tức . Chuẩn.
Vậy lời giải: (từ đồng dạng ), ... Trình bày: trong , và — dùng : . Xét tam giác : với , với , suy ra (định lí Thales trong tam giác tại đỉnh ). Mà , , nên . Đẹp!
Tỉ lệ : đồng dạng cho , nên , . Và . Kết luận đúng.
Lời giải hoàn chỉnh như trên.