Bài 2.30 trang 78 SBT hình học 11

Đề bài

Cho tứ diện \(ABCD\). Gọi \(I\) và \(J\) lần lượt là hai điểm di động trên các cạnh \(AD\) và \(BC\) sao cho \(\dfrac{IA}{ID} = \dfrac{JB}{JC}\). Chứng minh rằng \(IJ\) luôn luôn song song với một mặt phẳng cố định.

Lời giải chi tiết

Qua \(I\) kẻ đường thẳng song song với \(CD\) cắt \(AC\) tại \(H\) nên ta có:

\(\dfrac{HA}{HC}=\dfrac{IA}{ID}\).

Mà \(\dfrac{IA}{ID}=\dfrac{JB}{JC}\).

Từ đó suy ra \(\dfrac{HA}{HC}=\dfrac{JB}{JC}\).

Theo định lý Talet suy ra \(HJ\parallel AB\) mà \(HJ\subset (IJH)\) \(\Rightarrow AB\parallel (IJH)\) \(\text{  (1)}\)

Theo cách dựng \(IH\parallel CD\), \(IH\subset (IJH)\) \(\Rightarrow CD\parallel (IJH)\) \(\text{  (2)}\)

Từ \(\text{(1)}\) và \(\text{(2)}\) suy ra \((IJH)\parallel AB, CD\).

Gọi \((\alpha)\) là mặt phẳng đi qua \(AB\) và song song với \(CD\).

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}(\alpha )\parallel ({\rm{IJ}}H)\\{\rm{IJ}} \subset ({\rm{IJ}}H)\end{array} \right. \Rightarrow {\rm{IJ}}\parallel (\alpha )\)

Vậy \(IJ\) song song với mặt phẳng \((\alpha)\) cố định.

 Loigiaihay.com