Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 11 › Đường thẳng và mặt phẳng. Quan hệ song song › Hai đường thẳng song song

Chu vi thiết diện song song với hai cạnh chéo nhau của tứ diện.

Lớp 11 · Hai đường thẳng song song
Cho tứ diện $ABCD$ có $AB = 9\,\text{cm}$, $CD = 12\,\text{cm}$ (hai cạnh $AB$ và $CD$ chéo nhau). Gọi $M$ là điểm trên cạnh $AC$ sao cho $\dfrac{AM}{AC} = \dfrac{1}{3}$. Mặt phẳng $(P)$ đi qua $M$ và song song với cả hai đường thẳng $AB$ và $CD$. Tính chu vi thiết diện của tứ diện $ABCD$ khi cắt bởi mặt phẳng $(P)$.
A $20\,\text{cm}$
B $28\,\text{cm}$
C $14\,\text{cm}$
D $10\,\text{cm}$
LỜI GIẢI

Bước 1 — Giao tuyến với mặt $(ABC)$.
$(P)$ chứa $M \in (ABC)$ và $(P) \parallel AB \subset (ABC)$. Theo định lý giao tuyến, $(P)$ cắt $(ABC)$ theo đường thẳng qua $M$ và song song $AB$; gọi nó cắt $BC$ tại $N$.
Thales trong $\triangle ABC$: $\dfrac{CN}{CB} = \dfrac{CM}{CA} = 1 - \dfrac{1}{3} = \dfrac{2}{3}$, nên $MN \parallel AB$ và $MN = \dfrac{2}{3}\cdot AB = 6\,\text{cm}$.

Bước 2 — Giao tuyến với mặt $(ACD)$.
$(P)$ chứa $M \in (ACD)$ và $(P) \parallel CD \subset (ACD)$, nên $(P)$ cắt $(ACD)$ theo đường thẳng qua $M$ song song $CD$; gọi cắt $AD$ tại $Q$.
Thales trong $\triangle ACD$: $\dfrac{AQ}{AD} = \dfrac{AM}{AC} = \dfrac{1}{3}$, nên $MQ \parallel CD$ và $MQ = \dfrac{1}{3}\cdot CD = 4\,\text{cm}$.

Bước 3 — Hai đoạn còn lại và hình dạng thiết diện.
Tương tự, $(P)\cap(BCD)$ qua $N$ song song $CD$ cắt $BD$ tại $P$ với $NP = \dfrac{1}{3}\cdot CD = 4\,\text{cm}$; và $(P)\cap(ABD)$ cho $PQ \parallel AB$, $PQ = 6\,\text{cm}$.
Thiết diện $MNPQ$ có $MN \parallel PQ \parallel AB$ và $MQ \parallel NP \parallel CD$, hai cặp cạnh đối song song và bằng nhau $\Rightarrow$ $MNPQ$ là hình bình hành.

Bước 4 — Chu vi.
$P_{MNPQ} = 2\big(MN + MQ\big) = 2\big(\dfrac{2}{3}\cdot AB + \dfrac{1}{3}\cdot CD\big) = 2\big(6\,\text{cm} + 4\,\text{cm}\big) = 20\,\text{cm}.$

Kết luận: Chu vi thiết diện $= 20\,\text{cm}$.

63% trả lời đúng 466 đúng · 278 sai
← Tìm câu hỏi khác