Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình bình hành tâm O. Gọi M , K lần lượt là trung điểm của cạnh SC và BC ; N là trọng tâm ABC và F là giao điểm của AN và DC
. a) Tìm giao tuyến của mặt phẳng AMN và SCD .
b) Gọi E là giao điểm của SO và AM , I là giao điểm của SD và AMN . Chứng minh rằng N, E, I thẳng hàng và NI / / SBC
. c) Tính tỉ số diện tích của tam giác FKM và tam giác KAI .
a.
Do N là trọng tâm tam giác ABC \(\Rightarrow\) N là giao điểm AK và BO
Hay A,N,K,F thẳng hàng
\(\Rightarrow\left(AMN\right)\cap\left(SCD\right)=MF\)
b.
Trong mp (SCD) nối FM kéo dài cắt SD tại I
Dễ dàng nhận thấy \(SO=\left(SAC\right)\cap\left(SBD\right)\)
\(\left\{{}\begin{matrix}M\in SC\in\left(SAC\right)\\M\in\left(AMN\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow AM=\left(SAC\right)\cap\left(AMN\right)\)
\(N\in BD\in\left(SBD\right)\Rightarrow N\in\left(AMN\right)\cap\left(SBD\right)\)
\(\left\{{}\begin{matrix}I\in SD\in\left(SBD\right)\\I\in\left(AMN\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow IN=\left(SBD\right)\cap\left(AMN\right)\)
\(\Rightarrow\) 3 mặt phẳng (AMN), (SAC), (SBD) cắt nhau theo 3 giao tuyến phân biệt SO, AM, IN nên 3 đường thẳng này song song hoặc đồng quy
Mà SO cắt AM tại E \(\Rightarrow SO;AM;NI\) đồng quy tại E
Hay N;E;I thẳng hàng
M là trung điểm SC, O là trung điểm AC \(\Rightarrow\) E là trọng tâm tam giác SAC
\(\Rightarrow\dfrac{OE}{OS}=\dfrac{1}{3}\)
Theo giả thiết N là trọng tâm ABC \(\Rightarrow\dfrac{ON}{OB}=\dfrac{1}{3}\)
\(\Rightarrow\dfrac{OE}{OS}=\dfrac{ON}{OB}\Rightarrow EN||SB\Rightarrow NI||SB\Rightarrow NI||\left(SBC\right)\)
c.
Do \(CF||AB\), áp dụng định lý Talet:
\(\dfrac{KF}{AK}=\dfrac{KC}{KB}=1\Rightarrow KF=AK\)
Do \(AD||BK\) \(\Rightarrow\dfrac{KN}{AN}=\dfrac{BK}{AD}=\dfrac{1}{2}\Rightarrow KN=\dfrac{1}{2}AN\)
\(\Rightarrow KN=\dfrac{1}{2}\left(AK-KN\right)\Rightarrow KN=\dfrac{1}{3}AK=\dfrac{1}{3}KF\)
\(\Rightarrow KF=3KN=3\left(NF-KF\right)\)
\(\Rightarrow KF=\dfrac{3}{4}NF\)
Theo giả thiết M, K lần lượt là trung điểm SC, BC \(\Rightarrow MK\) là đường trung bình tam giác SBC
\(\Rightarrow MK||SB\Rightarrow MK||IN\) (theo c/m câu b)
Áp dụng định lý Talet:
\(\dfrac{KM}{IN}=\dfrac{KF}{NF}=\dfrac{3}{4}\Rightarrow KM=\dfrac{3}{4}IN\)
\(\Rightarrow d\left(M;AF\right)=\dfrac{3}{4}d\left(I;AF\right)\)
\(\Rightarrow\dfrac{S_{\Delta FKM}}{S_{\Delta KAI}}=\dfrac{\dfrac{1}{2}.d\left(M;KF\right).KF}{\dfrac{1}{2}d\left(I;AK\right).AK}=\dfrac{3}{4}.1=\dfrac{3}{4}\)
