🛠️ Công cụ

Ôn tập Chương 4 - Toán 11

Ôn tập Chương IV: Quan hệ song song trong không gian - Toán 11 Kết nối tri thức.

📖 Lý thuyết ✍️ Dạng toán & bài tập 🎯 Trắc nghiệm

Ôn tập Chương IV: Quan hệ song song trong không gian

I. Tóm tắt lý thuyết trọng tâm

⚡ 1. Đường thẳng và mặt phẳng
  • Vị trí tương đối: Đường thẳng d nằm trong mặt phẳng (P), d cắt (P), hoặc d song song với (P).
  • Cách xác định mặt phẳng: Qua 3 điểm không thẳng hàng; qua 1 điểm và 1 đường thẳng không chứa điểm đó; qua 2 đường thẳng cắt nhau; qua 2 đường thẳng song song.
  • Hình chóp và hình tứ diện: Tứ diện có 4 đỉnh, 4 mặt, 6 cạnh. Hình chóp có đáy là đa giác và các mặt bên là tam giác chung đỉnh.
⚡ 2. Hai đường thẳng song song
  • Hai đường thẳng song song là hai đường thẳng cùng nằm trong một mặt phẳng và không có điểm chung.
  • Tính chất: Trong không gian, hai đường thẳng phân biệt cùng song song với đường thẳng thứ ba thì song song với nhau.
⚡ 3. Đường thẳng song song với mặt phẳng
  • Định lý: Nếu đường thẳng d không nằm trong (P) và d song song với một đường thẳng d’ nào đó nằm trong (P) thì d // (P).
  • Hệ quả: Nếu d // (P), mọi mặt phẳng (Q) chứa d mà cắt (P) theo giao tuyến Δ\Delta thì Δ\Delta // d.
⚡ 4. Hai mặt phẳng song song
  • Định lý: Nếu mặt phẳng (P) chứa hai đường thẳng cắt nhau a, b và a, b cùng song song với mặt phẳng (Q) thì (P) // (Q).
  • Tính chất: Nếu (P) // (Q) thì mọi đường thẳng nằm trong (P) đều song song với (Q).
  • Định lý Talet trong không gian: Ba mặt phẳng song song chắn trên hai cát tuyến bất kỳ các đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ.

II. Dạng toán tổng hợp

📌 Phương pháp giải

Kỹ năng trọng tâm:

  1. Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng: Thường tìm 2 điểm chung. Nếu có cặp đường thẳng song song thì giao tuyến đi qua điểm chung và song song với cặp đó.
  2. Tìm giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng: Tìm một mặt phẳng phụ chứa đường thẳng.
  3. Chứng minh song song: Sử dụng các định lý về đường thẳng // đường thẳng, đường thẳng // mặt phẳng, hoặc mặt phẳng // mặt phẳng.
🔍 Ví dụ 1: Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng

Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy ABCDABCD là hình bình hành tâm OO. Tìm giao tuyến của (SAB)(SAB)(SCD)(SCD).

💡 Xem lời giải
  • Ta có SS là điểm chung của (SAB)(SAB)(SCD)(SCD).
  • Trong đáy ABCDABCD, AB//CDAB // CD.
  • Theo định lý về giao tuyến của hai mặt phẳng lần lượt chứa hai đường thẳng song song: Giao tuyến là đường thẳng dd đi qua SS và song song với ABABCDCD.
🔍 Ví dụ 2: Chứng minh đường thẳng song song với mặt phẳng

Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy ABCDABCD là hình bình hành. Gọi M,NM, N lần lượt là trung điểm của SASASBSB. Chứng minh MN//(ABCD)MN // (ABCD).

💡 Xem lời giải
  • Trong tam giác SABSAB, MNMN là đường trung bình nên MN//ABMN // AB.
  • Ta có MN⊄(ABCD)MN \not\subset (ABCD)AB(ABCD)AB \subset (ABCD).
  • MN//ABMN // AB, theo định lý ta có MN//(ABCD)MN // (ABCD).
🔍 Ví dụ 3: Tìm giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng

Cho tứ diện ABCDABCD. Gọi GG là trọng tâm tam giác BCDBCD, MM là trung điểm ABAB. Tìm giao điểm của MGMG với mặt phẳng (ACD)(ACD).

💡 Xem lời giải
  • Chọn mặt phẳng phụ chứa MGMG(ABG)(ABG).
  • Tìm giao tuyến của (ABG)(ABG)(ACD)(ACD):
    • AA là điểm chung thứ nhất.
    • Trong mặt phẳng đáy (BCD)(BCD), gọi BGBG cắt CDCD tại II. Khi đó II là điểm chung thứ hai.
    • Vậy giao tuyến là AIAI.
  • Trong mặt phẳng (ABG)(ABG), gọi K=MGAIK = MG \cap AI.
  • KAIK \in AIAI(ACD)AI \subset (ACD) nên KK là giao điểm của MGMG với (ACD)(ACD).
🔍 Ví dụ 4: Bài toán thực tế — Khung nhà

Trong xây dựng khung nhà mái thái, hai kèo SASASCSC cùng tựa trên một xà ngang ACAC cố định. Các xà gồ (đường thẳng song song với nóc nhà SS) đặt trên kèo. Chứng minh các xà gồ này đều song song với mặt đất (giả sử mặt đất // ACAC).

💡 Xem lời giải
  • Gọi đường nóc nhà là dd. Xà gồ dd' song song với dd.
  • Giả sử nóc nhà dd song song với mặt đất (P)(P). Theo tính chất bắc cầu: d//dd' // dd//(P)d//(P)d // (P) \Rightarrow d' // (P).
  • Vậy các xà gồ đều song song với mặt đất, đảm bảo tính thẩm mỹ và kỹ thuật.
🔍 Ví dụ 5: Thiết diện của hình chóp

Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy là hình thang (AD//BC,AD>BCAD // BC, AD > BC). Gọi MM là trung điểm SDSD. Tìm thiết diện của hình chóp cắt bởi mặt phẳng (ABM)(ABM).

💡 Xem lời giải
  • Điểm chung của (ABM)(ABM)(SCD)(SCD)MM.
  • Trong đáy AD//BCAD // BC \Rightarrow Giao tuyến đi qua MM và song song với ADAD.
  • Trong mặt phẳng (SCD)(SCD), từ MM kẻ MN//CDMN // CD (với NSCN \in SC).
  • Thiết diện là tứ giác ABNMABNM.
  • MN//ADMN // AD and AD//BCMN//BCAD // BC \Rightarrow MN // BC. Vậy ABNMABNM là hình thang.

III. Trắc nghiệm ôn tập

Câu 1:Một mặt phẳng được xác định duy nhất bởi:
Câu 2:Trong không gian, hai đường thẳng không có điểm chung thì:
Câu 3:Nếu $d // (P)$ và $(Q) \cap (P) = \Delta$, $(Q) \supset d$ thì:
Câu 4:Cho hai mặt phẳng song song $(P)$ và $(Q)$. Đường thẳng d nằm trong $(P)$ thì:
Câu 5:Hình lăng trụ tam giác có bao nhiêu mặt?
Câu 6:Phép chiếu song song biến hai đường thẳng song song thành:
Đúng / Sai
Câu 7Cho tứ diện $ABCD$. Gọi $M, N$ là trung điểm $AB, AC$. Đúng hay sai?
a)$MN // BC$
b)$MN // (BCD)$
c)$MN$ chéo $BD$
d)Giao tuyến của $(DMN)$ và $(BCD)$ đi qua D và song song với MN.
Đúng / Sai
Câu 8Xét các khẳng định sau về quan hệ song song, đúng hay sai?
a)Hai đường thẳng cùng song song với một mặt phẳng thì song song với nhau.
b)Hai mặt phẳng phân biệt cùng song song với một đường thẳng thì song song với nhau.
c)Nếu một đường thẳng cắt một trong hai mặt phẳng song song thì nó cũng cắt mặt phẳng còn lại.
d)Các mặt bên của hình lăng trụ là các hình bình hành.
Câu 9:Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình bình hành. Có bao nhiêu cặp mặt bên có giao tuyến song song với đáy?
Câu 10:Cho hình lăng trụ ngũ giác. Số cạnh của nó là bao nhiêu?

IV. Bài tập tự luận tổng hợp

📝 Danh sách bài tập tự luận

Câu 1. Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy ABCDABCD là hình bình hành. Gọi M,N,PM, N, P lần lượt là trung điểm của SB,BC,SDSB, BC, SD. a) Tìm giao tuyến của (MNP)(MNP)(ABCD)(ABCD). b) Tìm giao tuyến của (MNP)(MNP)(SAD)(SAD). c) Tìm giao điểm của SCSC(MNP)(MNP). d) Chứng minh MN//(SAC)MN // (SAC).

💡 Đáp án

a) Đường thẳng qua NN song song CDCD. b) Đường thẳng qua PP song song ADAD. c) K=MNSCK = MN \cap SC (trong (SBC)(SBC)). d) MN//SCMN // SC (đường trung bình) and SC(SAC)SC \subset (SAC).

Câu 2. Cho tứ diện ABCDABCD. Gọi I,JI, J là các điểm lần lượt thuộc các cạnh AB,ADAB, AD sao cho IJIJ không song song với BDBD. a) Tìm giao điểm của đường thẳng IJIJ với mặt phẳng (BCD)(BCD). b) Gọi KK là một điểm trong tam giác BCDBCD. Tìm giao điểm của IKIK with mặt phẳng (ACD)(ACD). c) Xác định thiết diện của tứ diện khi cắt bởi mặt phẳng (IJK)(IJK). d) Trong trường hợp IJ//BDIJ // BD, thiết diện là hình gì?

💡 Đáp án

a) E=IJBDE = IJ \cap BD. b) Tìm giao tuyến của (AIK)(AIK)(ACD)(ACD). c) Tứ giác (hoặc tam giác tùy vị trí K). d) Hình thang (hoặc hình bình hành).

Câu 3. Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy ABCDABCD là hình thang (AD//BCAD // BC). Gọi GG là trọng tâm tam giác SADSAD. a) Tìm giao tuyến của (GBC)(GBC)(SAD)(SAD). b) Chứng minh giao tuyến đó song song với ADAD. c) Tìm thiết diện của hình chóp cắt bởi mặt phẳng (GBC)(GBC). d) Thiết diện là hình gì?

💡 Đáp án

a, b) Qua GG kẻ d//ADd // AD. c) Tứ giác BCEFBCEF (ESD,FSAE \in SD, F \in SA). d) Hình thang.

Câu 4. (Thực tế - Thiết kế đồ dùng) Một chiếc bàn xếp có 4 chân là 4 đoạn thẳng AA,BB,CC,DDAA', BB', CC', DD'. Để bàn đứng vững và mặt bàn song song với sàn nhà: a) Các cặp chân bàn phải thỏa mãn điều kiện gì? b) Nếu AA//BBAA' // BB'AA=BBAA' = BB', hãy chứng minh AB//ABAB // A'B'. c) Tại sao các chân bàn thường được thiết kế bắt chéo nhau? (Liên quan đến giao tuyến và điểm cố định). d) Nếu một chân bàn bị ngắn đi, mặt bàn còn song song with sàn không? Tại sao?

💡 Đáp án

a) Cùng độ dài và song song từng đôi một. b) ABBAABB'A' là hình bình hành. c) Tạo sự ổn định thông qua cấu trúc tam giác cố định. d) Không, vì mặt phẳng xác định bởi các chân không còn song song.

Câu 5. Cho hình lăng trụ tam giác ABC.ABCABC.A'B'C'. Gọi M,MM, M' lần lượt là trọng tâm tam giác ABCABCABCA'B'C. a) Chứng minh MM//(ABBA)MM' // (ABB'A'). b) Chứng minh MM//AAMM' // AA'. c) Gọi (P)(P) là mặt phẳng qua MM và song song với (ABC)(ABC). (P)(P) sẽ trùng với mặt phẳng nào? d) Tìm giao tuyến của (AMC)(AMC')(ABM)(A'B'M).

💡 Đáp án

a, b) MM//AA//BB//CCMM' // AA' // BB' // CC'. c) Không trùng mặt nào hiện có (trừ khi MM \in đáy). d) Đường thẳng qua tâm thiết diện.

Câu 6. Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy ABCDABCD là hình bình hành. Gọi MM là một điểm di động trên cạnh SCSC. (P)(P) là mặt phẳng qua AMAM và song song with BDBD. a) Chứng minh (P)(P) luôn đi qua một đường thẳng cố định khi MM di động. b) Tìm giao điểm E,FE, F của (P)(P) with các cạnh SB,SDSB, SD. c) Chứng minh S,E,M,FS, E, M, F là các đỉnh của một hình bình hành. d) Khi MM là trung điểm SCSC, tính tỉ số diện tích tam giác SEFSEF và diện tích tam giác SBDSBD.

💡 Đáp án

a) Đường thẳng qua AA song song BDBD. b) E=(P)SB,F=(P)SDE = (P) \cap SB, F = (P) \cap SD. c) Sử dụng tính chất song song. d) Tỉ số =1/31/3=1/9= 1/3 \cdot 1/3 = 1/9 (tùy vị trí).

Câu 7. (Thực tế - Xây dựng) Để kiểm tra hai bức tường có song song hay không, người thợ mộc đo khoảng cách giữa chúng tại các điểm khác nhau. a) Dựa trên định lý nào để kết luận hai mặt tường song song? b) Nếu hai bức tường cùng vuông góc với sàn nhà, chúng có chắc chắn song song không? c) Các xà ngang trần nhà dựa trên hai bức tường tạo thành các giao tuyến. Các giao tuyến này có tính chất gì? d) Làm thế nào để dựng một vách ngăn song song with một bức tường cho trước?

💡 Đáp án

a) Định lý về hai mặt phẳng có cùng đường vuông góc chung hoặc khoảng cách không đổi. b) Không (có thể cắt nhau). c) Song song với nhau. d) Dựa trên định lý về mặt phẳng song song đường thẳng.

Câu 8. Cho tứ diện ABCDABCD. Một mặt phẳng (P)(P) cắt các cạnh AB,BC,CD,DAAB, BC, CD, DA lần lượt tại M,N,P,QM, N, P, Q. a) Chứng minh rằng nếu MN//PQMN // PQ thì MN//PQ//ACMN // PQ // AC. b) Chứng minh rằng nếu MNPQMNPQ là hình bình hành thì (P)//AC(P) // AC and (P)//BD(P) // BD. c) Ngược lại, nếu (P)//AC(P) // AC(P)//BD(P) // BD thì MNPQMNPQ là hình gì? d) Tìm điều kiện để MNPQMNPQ là hình thoi.

💡 Đáp án

a) Hệ quả định lý giao tuyến. b) Sử dụng tính chất đường trung bình. c) Hình bình hành. d) AC=BDAC = BD.

Câu 9. (Thực tế - Địa lý) Các vĩ tuyến trên quả địa cầu được coi là các đường tròn nằm trong các mặt phẳng song song. a) Tại sao các vĩ tuyến không bao giờ giao nhau? b) Trục Trái Đất đóng vai trò gì đối với các mặt phẳng chứa vĩ tuyến? c) Nếu một vệ tinh bay trên một hũy đạo cực (qua hai cực), hũy đạo này cắt các vĩ tuyến như thế nào? d) Tính khoảng cách giữa hai vĩ tuyến nếu biết bán kính Trái Đất and góc vĩ độ.

💡 Đáp án

a) Do chúng nằm trong các mặt phẳng song song. b) Vuông góc với các mặt phẳng đó. c) Vuông góc tại mọi điểm giao. d) Rsin(ϕ)R \cdot \sin(\phi).

Câu 10. (Tổng hợp) Cho hình chóp S.ABCDS.ABCD có đáy là hình bình hành. Gọi (P)(P) là mặt phẳng qua điểm trung điểm II của ABAB và song song with (SAD)(SAD). a) Xác định thiết diện của hình chóp khi cắt bởi (P)(P). b) Chứng minh thiết diện là một hình thang cân nếu hình chóp là hình chóp đều. c) Tính diện tích thiết diện theo diện tích các mặt bên của hình chóp. d) Nếu thay điểm II bằng một điểm MM bất kỳ trên đoạn ACAC, thiết diện có thay đổi không?

💡 Đáp án

a) Tứ giác song song (SAD)(SAD). b, c) Sử dụng công thức tỉ số diện tích. d) Có, vị trí and kích thước thay đổi nhưng hình dạng (loại đa giác) giữ nguyên.

🎯

Luyện tập trắc nghiệm

Câu hỏi ngẫu nhiên từ ngân hàng đề — kiểm tra kiến thức ngay!

🚀 Làm bài trắc nghiệm →
Miễn phí · Không giới hạn lần làm
📑 Mục lục