Sách bài tập Toán 11 Bài 1 (Chân trời sáng tạo): Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian

Admin Vietjack Ngày: 25-09-2024 Lớp 11

2 K

Với giải sách bài tập Toán 11 Bài 1: Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Toán 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Toán 11 Bài 1: Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian

Giải SBT Toán 11 trang 112

Bài 1 trang 112 SBT Toán 11 Tập 1: Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang đáy lớn AD. Gọi E, F lần lượt là hai điểm trên hai cạnh SB, SD.

a) Tìm giao điểm của EF với (SAC).

b) Tìm giao điểm của BC với (AEF).

Lời giải:

Cho hình chóp S.ABCD có ABCD là hình thang đáy lớn AD. Gọi E, F lần lượt

a) ⦁ Trong mặt phẳng (ABCD), gọi O = AC ∩ BD.

Ta có O ∈ AC, AC ⊂ (SAC) nên O ∈ (SAC)

O ∈ BD, BD ⊂ (SBD) nên O ∈ (SBD)

Do đó O ∈ (SAC) ∩ (SBD)

⦁ Lại có S ∈ (SAC) và S ∈ (SBD) nên S ∈ (SAC) ∩ (SBD)

Suy ra (SAC) ∩ (SBD) = SO.

Trong mặt phẳng (SBD), gọi I = EF ∩ SO.

Ta có I ∈ SO, SO ⊂ (SAC) nên I ∈ (SAC)

Vậy EF ∩ (SAC) = I.

b) ⦁ Trong mặt phẳng (SBD), gọi K = EF ∩ BD.

Ta có K ∈ EF, EF ⊂ (AEF) nên K ∈ (AEF);

K ∈ BD, BD ⊂ (ABCD) nên K ∈ (ABCD)

Do đó K ∈ (ABCD) ∩ (AEF).

Lại có A ∈ (ABCD) và A ∈ (AEF) nên A = (ABCD) ∩ (AEF).

Suy ra (ABCD) ∩ (AEF) = AK.

⦁ Trong mặt phẳng (ABCD), gọi H = BC ∩ AK.

Ta có H ∈ AK, AK ⊂ (AEF) nên H ∈ (AEF).

Vậy BC ∩ (AEF) = H.

Bài 2 trang 112 SBT Toán 11 Tập 1: Cho hình chóp S.ABCD. Gọi D, E, F lần lượt là ba điểm trên ba cạnh SA, SB, SC sao cho DE cắt AB tại I, EF cắt BC tại J, FD cắt CA tại K. Chứng minh ba điểm I, J, K thẳng hàng.

Lời giải:

Cho hình chóp S.ABCD. Gọi D, E, F lần lượt là ba điểm trên ba cạnh SA, SB, SC

Ta có: I là giao điểm của DE và AB.

Suy ra:

⦁ I ∈ DE, mà DE ⊂ (DEF) nên I ∈ (DEF);

⦁ I ∈ AB, mà AB ⊂ (ABC) nên I ∈ (ABC).

Do đó I ∈ (DEF) ∩ (ABC).

Tương tự, ta có J, K cũng thuộc giao tuyến của hai mặt phẳng (DEF), (ABC).

Vậy I, J, K thẳng hàng.

Bài 3 trang 112 SBT Toán 11 Tập 1: Cho tứ diện ABCD. Gọi E, F, G lần lượt là các điểm thuộc ba cạnh AB, AC, BD sao cho EF cắt BC tại I, AD cắt EG tại H. Chứng minh ba đường thẳng CD, IG, HF cùng đi qua một điểm.

Lời giải:

Cho tứ diện ABCD. Gọi E, F, G lần lượt là các điểm thuộc ba cạnh AB, AC, BD

Trong mặt phẳng (EHI), gọi O là giao điểm của HF và IG.

Ta có:

⦁ O ∈ HF, mà HF ⊂ (ACD), suy ra O ∈ (ACD);

⦁ O ∈ IG, mà IG ⊂ (BCD), suy ra O ∈ (BCD).

Do đó, O ∈ (ACD) ∩ (BCD) (1)

Mặt khác, (ACD) ∩ (BCD) = CD (2)

Từ (1) và (2), suy ra O ∈ CD.

Lại có O = HF ∩ IG nên O là giao điểm của ba đường thẳng CD, IG, HF.

Vậy ba đường thẳng CD, IG, HF cùng đi qua một điểm.

Bài 4 trang 112 SBT Toán 11 Tập 1: Cho tứ diện ABCD. Trên các cạnh AB, AC, BD lần lượt lấy các điểm E, F, G sao cho EB > AE, AF > FC, BG > GD. Tìm giao tuyến của các cặp mặt phẳng (EFG) và (ACD), (EFG) và (BCD), (EFG) và (ABD).

Lời giải:

Cho tứ diện ABCD. Trên các cạnh AB, AC, BD lần lượt lấy các điểm E, F, G

⦁ Ta có EF ⊂ (ABC) và EF ⊂ (EFG) nên (EFG) ∩ (ABC) = EF.

⦁ Trong mặt phẳng (ABC), gọi I là giao điểm của EF và BC.

Trong mặt phẳng (BCD), gọi H là giao điểm của IG và CD.

Ta có H ∈ IG, mà IG ⊂ (EFG) nên H ∈ (EFG)

Lại có F ∈ (EFG) nên FH ⊂ (EFG) (1)

Ta cũng có F ∈ AC, mà AC ⊂ (ACD)

H ∈ CD, mà CD ⊂ (ACD)

Do đó FH ⊂ (ACD) (2)

Từ (1) và (2) suy ra (EFG) ∩ (ACD) = FH.

⦁ Tương tự, ta cũng có:

HG ⊂ (EFG) và HG ⊂ (BCD) nên (EFG) ∩ (BCD) = HG;

GE ⊂ (EFG) và GE ⊂ (ABD) nên (EFG) ∩ (ABD) = GE.

Vậy (EFG) ∩ (ACD) = FH, (EFG) ∩ (BCD) = HG, (EFG) ∩ (ABD) = GE.

Xem thêm các bài giải SBT Toán lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài tập cuối chương 3

Bài 1: Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian

Bài 2: Hai đường thẳng song song

Bài 3: Đường thẳng và mặt phẳng song song

Bài 4: Hai mặt phẳng song song

Bài 5: Phép chiếu song song

Lý thuyết Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian

1. Mặt phẳng

(ảnh 1)

Hình ảnh mặt phẳng trong thực tiễn

- Biểu diễn một mặt phẳng: Người ta thường biểu diễn mặt phẳng bằng một hình bình hành.

(ảnh 2)

- Để kí hiệu mặt phẳng ta dùng chữ cái in hoa đặt trong dấu ngoặc ( ). Mặt phẳng (P) còn được viết là mp(P) hay (P).

* Điểm thuộc mặt phẳng

(ảnh 3)

- Điểm A thuộc mặt phẳng (P) thì ta nói A nằm trên (P) hay (P) chứa A, ta kí hiệu $A \in (P)$

- Điểm B không thuộc mặt phẳng (P) thì ta nói B nằm ngoài (P) hay (P) không chứa B, ta kí hiệu $B \notin (P)$ .

* Biểu diễn các hình lên một mặt phẳng

- Hình biểu diễn của đường thẳng là đường thẳng, của đoạn thẳng là đoạn thẳng.

- Hình biểu diễn của hai đường thẳng song song là 2 đường thẳng song song, của 2 đường thẳng cắt nhau là 2 đường thẳng cắt nhau.

- Hình biểu diễn giữ nguyên quan hệ liên thuộc giữa điểm và đường thẳng.

- Dùng nét liền để biểu diễn cho đường nhìn thấy và nét đứt đoạn để biểu diễn cho đường bị che khuất.

2. Các tính chất thừa nhận của hình học không gian

- Có một và chỉ một đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt cho trước.

- Có một và chỉ một mặt phẳng đi qua 3 điểm không thẳng hàng.

- Nếu một đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt của một mặt phẳng thì mọi điểm của đường thẳng đều nằm trong mặt phẳng đó.

- Tồn tại 4 điểm không cùng thuộc một mặt phẳng.

- Nếu mọi điểm của đường thẳng d đều thuộc mặt phẳng (P) thì ta nói d nằm trong (P) hoặc (P) chứa d. Kí hiệu $d \subset (P)$ hoặc $(P) \supset d$ .

- Nếu hai mặt phẳng phân biệt có điểm chung thì các điểm chung của hai mặt phẳng là một đường thẳng đi qua điểm chung đó. Đường thẳng đó được gọi là giao tuyến, kí hiệu $d = (α) \cap (β)$ .

(ảnh 4)

- Trên mỗi mặt phẳng, tất cả các kết quả đã biết trong hình học phẳng đều đúng.

3. Cách xác định mặt phẳng

- Một mặt phẳng hoàn toàn được xác định khi biết nó chứa 3 điểm không thẳng hàng.

- Một mặt phẳng được hoàn toàn xác định khi biết nó đi qua một đường thẳng và một điểm không thuộc đường thẳng đó.

- Một mặt phẳng được hoàn toàn xác định nếu biết nó chứa hai đường thẳng cắt nhau.

4. Hình chóp và hình tứ diện

Hình chóp

- Cho đa giác lồi $A_{1} A_{2} . . . A_{n}$ nằm trong mặt phẳng $(α)$ và một điểm S không thuộc $(α)$ . Nối S với các đỉnh $A_{1}, A_{2}, . . ., A_{n}$ để được n tam giác $S A_{1} A_{2}, S A_{2} A_{3}, . . ., S A_{n} A_{1}$ . Hình tạo bởi n tam giác $S A_{1} A_{2}, S A_{2} A_{3}, . . ., S A_{n} A_{1}$ và đa giác $A_{1} A_{2} . . . A_{n}$ được gọi là hình chóp và kí hiệu là $S . A_{1} A_{2} . . . A_{n}$ .

- Trong hình chóp $S . A_{1} A_{2} . . . A_{n}$ :

+ Điểm S được gọi là đỉnh.

+ Đa giác $A_{1} A_{2} . . . A_{n}$ được gọi là mặt đáy.

+ Các tam giác $S A_{1} A_{2}, S A_{2} A_{3}, . . ., S A_{n} A_{1}$ được gọi là các mặt bên

+ Các cạnh $S A_{1}, S A_{2}, . . ., S A_{n}$ được gọi là cạnh bên; các cạnh $A_{1} A_{2}, A_{2} A_{3} . . ., A_{n} A_{1}$ được gọi là các cạnh đáy.

(ảnh 5)

* Nếu đáy của hình chóp là một tam giác, tứ giác, ngũ giác,…thì hình chóp tương ứng gọi là hình chóp tam giác, hình chóp tứ giác, hình chóp ngũ giác,…

Hình tứ diện

Cho 4 điểm A, B, C, D không đồng phẳng. Hình gồm 4 tam giác ABC, ABD, ACD và BCD được gọi là hình tứ diện (hay tứ diện), kí hiệu là ABCD.

(ảnh 6)

Trong đó, các điểm A, B, C, D được gọi các đỉnh của tứ diện, các đoạn thẳng AB, BC, CD, DA, BD,AC được gọi là cạnh của tứ diện; các tam giác ABC, ABD, ACD và BCD gọi là mặt của tứ diện.

Hai cạnh không có đỉnh chung được gọi là hai cạnh đối diện, đỉnh không nằm trên một mặt gọi là đỉnh đối diện với mặt đó.