Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Hai mặt song song (Toán học Lớp 11)
Tuyển tập 244 câu hỏi thuộc chuyên đề Hai mặt song song (Hình học – Toán học Lớp 11) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.
Dấu hiệu & kiến thức trọng tâm:(P)∥(Q)Thales không gian
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.A′B′C′D′, hai mặt đáy (ABCD) và (A′B′C′D′) song song với nhau vì AB∥A′B′, AD∥A′D′ (các cặp cạnh tương ứng song song). Các mặt còn lại (ABB′A′), (ADD′A′), (ACC′A′) đều cắt (ABCD) theo các đường thẳng AB, AD, AC nên không song song. Vậy đáp án là A.
(AI giải đề cho tôi) Gọi M là trung điểm của CD. Khi đó I là trọng tâm tam giác BCD nên I nằm trên BM với IM=31BM; tương tự K là trọng tâm tam giác ACD nên K nằm trên AM với KM=31AM. Suy ra MBMI=MAMK=31, do đó IK∥AB và IK=31AB. Vậy ABIK=31≈0,33.
(AI giải đề cho tôi) Câu 20. a) O là tâm hình bình hành ABCD nên O là trung điểm AC. Trong tam giác SAC, M là trung điểm SA nên OM là đường trung bình, suy ra OM ∥ SC, với SC ⊂ (SBC). Trong tam giác ACD, N là trung điểm CD nên ON là đường trung bình, suy ra ON ∥ AD; mà AD ∥ BC (hình bình hành) nên ON ∥ BC, với BC ⊂ (SBC). Hai đường thẳng OM và ON cắt nhau tại O và cùng song song với (SBC), nên (OMN) ∥ (SBC).
b) Trong mặt phẳng đáy, đường thẳng ON đi qua O và song song với AD (nên cũng song song với BC), cắt AB tại trung điểm K của AB (đường trung bình của tam giác ABC). Khi đó K ∈ ON và K ∈ AB ⊂ (SAB), vậy giao điểm I của ON và (SAB) chính là trung điểm K của AB.
c) Vì I là trung điểm AB nên SI là trung tuyến của tam giác SAB; BM cũng là trung tuyến của tam giác SAB (M trung điểm SA). Hai trung tuyến cắt nhau tại trọng tâm G của tam giác SAB. H là trọng tâm tam giác SCD. Chọn hệ vectơ: AB=b,AD=d,AS=s. Khi đó AC=b+d, và AG=3s+b (tính chất trọng tâm tam giác SAB), AH=3s+(b+d)+d=3s+b+2d (trọng tâm tam giác SCD). Suy ra GH=AH−AG=32d=32AD. Vậy GH∥AD, mà AD⊂(SAD) và G∈/(SAD), do đó GH∥(SAD).
Kiểm tra lại tính nhất quán của phần b): trong không gian, BC không nằm trong mặt phẳng (SAB) (mặt phẳng (SAB) chỉ cắt đáy theo đường AB), nên không có mâu thuẫn với việc ON cắt (SAB) tại K; kết quả I là trung điểm AB là đúng.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.A′B′C′D′: BD∥B′D′ (vì BDD′B′ là hình bình hành) và A′B∥D′C (vì A′BCD′ là hình bình hành do A′B∥D′C). Xét mặt phẳng (CB′D′): nó chứa B′D′∥BD và chứa D′C∥A′B, với BD,A′B thuộc (A′BD) cắt nhau tại B, còn B′D′,D′C thuộc (CB′D′) cắt nhau tại D′. Theo dấu hiệu hai mặt phẳng song song, (A′BD)∥(CB′D′). Các phương án khác sai vì (BDD′B′) chứa BD nên cắt (A′BD); (B′C′D′) và (DCC′D′) không thỏa điều kiện song song với (A′BD).
(AI giải đề cho tôi) a) ĐÚNG: Trong lăng trụ BB′∥CC′, mà CC′⊂(ACC′A′) và BB′⊂(ACC′A′) nên BB′∥(ACC′A′). b) ĐÚNG: (ABC) và (A′B′C′) là hai mặt đáy của lăng trụ nên song song. c) ĐÚNG: Đặt A(0;0;0),B(1;0;0),C(0;1;0),A′(0;0;1) (suy ra B′(1;0;1),C′(0;1;1)). Trọng tâm △ABC: I(31;31;0); trọng tâm △ACC′: G(0;31;31). Đường IG: (x;y;z)=(31−3t;31;3t). Mặt (BCC′B′) có phương trình x+y=1; thay vào được 31−3t+31=1⇒t=−1, giao điểm (32;31;−31), vậy IG cắt (BCC′B′). d) SAI: K là trọng tâm △AB′C′ với A(0;0;0),B′(1;0;1),C′(0;1;1) nên K(31;31;32). Ba điểm I(31;31;0), K(31;31;32), G(0;31;31) đều có y=31 nên (IKG) là mặt phẳng y=31, còn (BCC′B′) là x+y=1; hai mặt phẳng cắt nhau theo đường x=32,y=31, do đó không song song. a) (AI giải đề cho tôi) (AI giải đề cho tôi) BB′∥CC′⊂(ACC′A′) và BB′⊂(ACC′A′) nên BB′∥(ACC′A′). b) (AI giải đề cho tôi) (AI giải đề cho tôi) (ABC) và (A′B′C′) là hai mặt đáy của lăng trụ nên song song. c) (AI giải đề cho tôi) (AI giải đề cho tôi) Với A(0;0;0),B(1;0;0),C(0;1;0),A′(0;0;1): I(31;31;0), G(0;31;31). Đường IG: (31−3t;31;3t); mặt (BCC′B′): x+y=1 cho t=−1, giao điểm (32;31;−31), vậy IG cắt (BCC′B′). d) (AI giải đề cho tôi) (AI giải đề cho tôi) K là trọng tâm △AB′C′ với B′(1;0;1),C′(0;1;1) nên K(31;31;32). Ba điểm I,K,G đều có y=31 nên (IKG) là mặt phẳng y=31, cắt (BCC′B′): x+y=1 theo đường x=32,y=31, nên không song song.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.EFGH, vì ABGF là hình bình hành nên AF∥BG, vì ADHF là hình bình hành nên AH∥DG. Xét (AFH) và (GBD): AF∥BG với BG⊂(GBD), AF⊂(GBD) nên AF∥(GBD); tương tự AH∥DG nên AH∥(GBD). Hai đường thẳng AF và AH cắt nhau tại A và cùng nằm trong (AFH), do đó (AFH)∥(GBD). Vậy đáp án A.
(AI giải đề cho tôi) Trong tam giác SAD: M,N là trung điểm SA,SD nên MN∥AD. Trong tam giác SAC: O là tâm hình bình hành nên là trung điểm AC, M là trung điểm SA nên OM∥SC. Vì SC⊂(SCD), SD⊂(SCD), SC và SD cắt nhau tại S, mà OM⊂(OMN), MN⊂(OMN), OM và MN cắt nhau tại M, do đó (OMN)∥(SCD). Đáp án D.
(AI giải đề cho tôi) **a) Chứng minh (HIK)//(ABCD).**
Trong tam giác SAB: H là trung điểm SA, I là trung điểm SB nên HI là đường trung bình, suy ra HI∥AB.
Trong tam giác SBC: I là trung điểm SB, K là trung điểm SC nên IK là đường trung bình, suy ra IK∥BC. Vì ABCD là hình bình hành nên BC∥AD, do đó IK∥AD.
Ta có: - HI∥AB với AB⊂(ABCD), HI⊂(ABCD)⇒HI∥(ABCD); - IK∥AD với AD⊂(ABCD), IK⊂(ABCD)⇒IK∥(ABCD).
Vì HI và IK cắt nhau tại I và cùng song song với (ABCD) nên (HIK)∥(ABCD). ■
**b) Chứng minh (SMN)∥(HIK).**
*Gọi T là điểm sao cho ST=AB (tức ST=∥AB). Ta chứng minh T≡M.*
- T∈AI: Trong mặt phẳng (SAB), đường thẳng qua S song song với AB cắt đường thẳng AI tại T. Xét △SIT và △BIA: SI=IB, ∠SIT=∠BIA (đối đỉnh), ∠IST=∠IBA (so le trong, do ST∥AB). Suy ra △SIT=△BIA (g.c.g), do đó T nằm trên đường thẳng AI. - T∈KD: Vì ABCD là hình bình hành nên DC=∥AB, kết hợp ST=∥AB suy ra ST=∥DC. Do đó tứ giác STCD là hình bình hành, nên hai đường chéo SC và TD cắt nhau tại trung điểm mỗi đường. mà K là trung điểm SC nên T∈KD.
Vậy T là giao điểm của AI và KD, tức M≡T và SM=∥AB.
*Gọi U là điểm sao cho SU=CB (tức SU=∥CB). Ta chứng minh U≡N.*
- U∈CI: Trong mặt phẳng chứa S,B,C, đường thẳng qua S song song với BC cắt đường thẳng CI tại U. Xét △SIU và △BIC: SI=IB, ∠SIU=∠BIC (đối đỉnh), ∠ISU=∠IBC (so le trong, do SU∥BC). Suy ra △SIU=△BIC (g.c.g), do đó U nằm trên đường thẳng CI. - U∈DH: Vì ABCD là hình bình hành nên AD=∥BC, kết hợp SU=∥CB suy ra SU=∥DA. Do đó tứ giác SUAD là hình bình hành, nên hai đường chéo SA và UD cắt nhau tại trung điểm mỗi đường. Mà H là trung điểm SA nên U∈DH.
Vậy U là giao điểm của DH và CI, tức N≡U và SN=∥CB.
*Kết luận:* Ta có SM∥AB∥HI mà SM⊂(HIK), HI⊂(HIK), suy ra SM∥(HIK).
Ta có SN∥CB∥IK (vì IK là đường trung bình của △SBC) mà SN⊂(HIK), IK⊂(HIK), suy ra SN∥(HIK).
Vì SM và SN cắt nhau tại S và cùng song song với mặt phẳng (HIK) nên (SMN)∥(HIK). ■
*(Kiểm tra bằng vectơ: đặt SA=a,SB=b,SC=c thì H=2a,I=2b,K=2c, D=a+c−b; giải hệ cho M=AI∩KD được SM=b−a=AB, và N=DH∩CI được SN=b−c=CB, đúng như trên; mặt (SMN) là tập điểm αa+βb+γc với α+β+γ=0, song song với mặt (HIK) có α+β+γ=21.)*
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.A′B′C′D′, ta có B′D′=BD nên B′D′∥BD, mà BD⊂(BC′D). Ta cũng có AB′=DC′ nên AB′∥DC′, mà DC′⊂(BC′D). Hai đường thẳng giao nhau AB′, B′D′ của mặt phẳng (AB′D′) lần lượt song song với hai đường thẳng DC′, BD nằm trong mặt phẳng (BC′D), suy ra (AB′D′)∥(BC′D). Đáp án C.
Hình ảnh bên là kệ sách gỗ có 4 mặt kệ với thanh gỗ đứng và thanh gỗ xiên. Giá đỡ các mặt kệ xuất hiện ở các vị trí A,B,C,D và E,F,G,H. Biết EF=35 cm và A,B,C,D cách đều nhau và các mặt kệ song song với mặt đất. Tính độ dài đoạn HE.
(AI giải đề cho tôi) Hai thanh gỗ d1 và d2 song song, các mặt kệ song song với mặt đất nên cắt hai thanh này theo các đoạn song song: EF∥FG∥GH. Vì A,B,C,D cách đều nhau (tức AB=BC=CD), theo định lí Thales (tính chất đường thẳng song song), các đoạn trên d2 cũng bằng nhau: EF=FG=GH=35 cm. Do đó HE=EF+FG+GH=3⋅35=105 cm.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.A′B′C′D′, mặt (CC′D′D) là mặt đối diện của (AA′B′B). Ta có CC′∥AA′ (cạnh song song của hình hộp) và CD∥AB (vì ABCD là hình bình hành), với CC′,CD⊂(CC′D′D), AA′,AB⊂(AA′B′B), và CC′⊂(AA′B′B). Theo định lý về hai mặt phẳng song song, (CC′D′D)∥(AA′B′B). Các phương án còn lại đều cắt (AA′B′B): (BB′D′D) và (BB′C′C) cùng chứa giao tuyến BB′, còn (AA′C′C) cùng chứa giao tuyến AA′. Vậy đáp án là A, trùng với đáp án nguồn.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành tâm O. Gọi M,N lần lượt là trung điểm của SA,SD. Mặt phẳng (OMN) song song với mặt phẳng nào sau đây?
(AI giải đề cho tôi) Trong tam giác SAD, M,N là trung điểm của SA,SD nên MN∥AD. Vì ABCD là hình bình hành nên AD∥BC, suy ra MN∥BC. Trong tam giác SAC, O là tâm hình bình hành nên là trung điểm của AC, M là trung điểm của SA, do đó OM∥SC. Vì OM∥SC, MN∥BC, với OM∩MN=M, SC∩BC=C, và M∈/(SBC), nên theo định lý về hai mặt phẳng song song, (OMN)∥(SBC). Đáp án B.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp, các cạnh bên AA′,BB′,CC′,DD′ song song và bằng nhau nên A đúng. Hai mặt bên (AA′B′B) và (CC′D′D) chứa các cặp đường thẳng song song tương ứng (AA′∥CC′, BB′∥DD′) nên song song với nhau, B đúng. Hai mặt đáy (ABCD) và (A′B′C′D′) song song, D đúng. Mệnh đề C sai vì hình hộp nói chung không phải hình lập phương: diện tích các mặt bên có thể khác nhau (ví dụ mặt ABB′A′ có diện tích AB⋅AA′ còn mặt BCC′B′ có diện tích BC⋅BB′, với AB=BC thì chúng khác nhau). Vậy mệnh đề SAI là C, khớp với đáp án nguồn (đề 1106, câu 14: C).
Một khối gỗ có các mặt đều là một phần của mặt phẳng với (EFMH)//(ABCD), KC//HD. Khối gỗ bị hỏng một góc (hình vẽ). Bác thợ mộc muốn làm đẹp khối gỗ bằng cách cắt khối gỗ theo mặt phẳng (P) đi qua K và song song với mặt phẳng (ABCD).
Gọi I là giao điểm BF với mặt phẳng (P). Biết FB=60 cm, HD=75 cm, KC=40 cm. Độ dài FI là bao nhiêu cm?
(AI giải đề cho tôi) Các mặt phẳng (EFMH) và (ABCD) song song, nên F, H thuộc mặt trên và B, D thuộc mặt dưới. Mặt phẳng (P) đi qua K song song với (ABCD) nên cắt các đoạn BF và HD tại I và J sao cho FI/FB = HJ/HD (định lý Thales với ba mặt phẳng song song). Vì KC ∥ HD và C thuộc mặt dưới, K có độ cao bằng KC = 40, nên mặt (P) cắt HD tại J với HJ = HD − KC = 75 − 40 = 35 (cm). Suy ra HJ/HD = 35/75 = 7/15. Do đó FI = FB · 7/15 = 60 · 7/15 = 28 (cm). Khớp với đáp án nguồn 28.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp, hai mặt bên (AA′B′B) và (CC′D′D) song song với nhau (A đúng), hai mặt đáy (ABCD) và (A′B′C′D′) song song (B đúng), các cạnh bên AA′∥BB′∥CC′∥DD′ nên AA′∥CC′ (C đúng). Tuy nhiên các mặt bên của hình hộp là các hình bình hành có kích thước khác nhau (ví dụ mặt AA′B′B có cạnh AB, mặt BB′C′C có cạnh BC), nên diện tích hai mặt bên bất kì không nhất thiết bằng nhau. Vậy mệnh đề SAI là D, trùng với đáp án nguồn (mã đề 1105, câu 1: D).
Một khối gỗ có các mặt đều là một phần của mặt phẳng với (EFMH)//(ABCD), KC//HD. Khối gỗ bị hỏng một góc (hình vẽ). Bác thợ mộc muốn làm đẹp khối gỗ bằng cách cắt khối gỗ theo mặt phẳng (P) đi qua K và song song với mặt phẳng (ABCD).
Gọi I là giao điểm BF với mặt phẳng (P). Biết FB=60 cm, HD=75 cm, KC=40 cm. Độ dài FI là bao nhiêu cm?
(AI giải đề cho tôi) Vì KC∥HD với C,D thuộc mặt đáy (ABCD) và H thuộc mặt trên (EFMH)∥(ABCD), nên đoạn HD có độ dài 75 cm tương ứng với độ cao (khoảng cách tới mặt đáy) bằng FB=60 cm. Do KC∥HD, tam giác đồng dạng cho tỉ số độ cao của K so với mặt đáy: hK=HDKC⋅FB=7540⋅60=32 cm. Mặt phẳng (P) đi qua K và song song với (ABCD) nên (P) cách mặt đáy một khoảng 32 cm. Giao điểm I=BF∩(P) nên BI=32 cm, do đó FI=FB−BI=60−32=28 cm. Kết quả trùng với đáp án nguồn (28).
(AI giải đề cho tôi) Trong tam giác SAB, M là trung điểm SA, N là trung điểm AB nên MN là đường trung bình, suy ra MN∥SB. Trong tam giác SAC, M là trung điểm SA, O là tâm hình bình hành ABCD nên O là trung điểm AC, do đó MO là đường trung bình, suy ra MO∥SC. Vì MN∥SB⊂(SBC), MO∥SC⊂(SBC), MN và MO cắt nhau tại M và nằm trong (MNO), nên (MNO)∥(SBC). Đáp án D.
(AI giải đề cho tôi) Trong hình hộp ABCD.A1B1C1D1 ta có: AC∥A1C1 (vì A1C1 là hình chiếu của AC lên mặt trên, hai đoạn thẳng này song song và bằng nhau). Ngoài ra, CB1∥DA1 vì CB1=CB+BB1=DA+DD1=DA1. Như vậy trong hai mặt phẳng (ACB1) và (A1C1D) có hai cặp đường thẳng giao nhau tương ứng song song: AC∥A1C1 và CB1∥DA1 (với AC∩CB1=C, A1C1∩DA1=C1). Suy ra (ACB1)∥(A1C1D). Các phương án khác không thỏa mãn vì các mặt phẳng đó đều cắt mặt phẳng (ACB1). Đáp án khớp với đáp án nguồn: A.
Một khối gỗ có các mặt đều là một phần của mặt phẳng với (ABCD)/(EFMH), CK/DH. Khối gỗ bị hỏng một góc. Bác thợ mộc muốn làm đẹp khối gỗ bằng cách cắt khối gỗ theo mặt phẳng (R) đi qua K và song song với mặt phẳng (ABCD). Gọi I, J lần lượt là giao điểm của DH, BF với mặt phẳng (R). Biết BF=60, DH=75, CK=50. Tính FJ.
(AI giải đề cho tôi) Các cạnh bên của khối gỗ song song với nhau: BF∥DH (hai cạnh nối hai mặt (ABCD) và (EFMH)), và theo giả thiết CK∥DH. Vậy BF∥DH∥CK.
Mặt phẳng (R) đi qua K và song song với (ABCD), do đó (R) cũng song song với mặt (EFMH). Hai mặt phẳng song song (ABCD) và (EFMH) cắt các đường thẳng song song BF,DH,CK bởi các đoạn bằng nhau, nên khoảng cách (chiều cao) từ K đến mặt (ABCD) bằng CK=50.
Suy ra giao điểm J của BF với (R) thỏa mãn BJ=CK=50 (vì BJ∥CK và nằm giữa hai mặt phẳng song song (ABCD), (R)).
Do đó: FJ=BF−BJ=60−50=10.
(Kiểm tra: tương tự DI=CK=50, IH=DH−DI=75−50=25, hợp lý với hình vẽ.)
Đề thi có nhiều câu hỏi chuyên đề Hai mặt song song
Luyện tập trong bối cảnh đề thi thật hoặc tải bản in PDF chuẩn A4 kèm lời giải.