Dạng bài chứng minh hai mặt phẳng song song là bài toán không thể thiếu trong những đề kiểm tra hay kỳ thi THPT Quốc gia. Để giúp cho các bạn học sinh nắm chắc kiến thức về dạng toán này, VUIHOC sẽ mang đến bài viết nêu đầy đủ lý thuyết quan trọng, phương pháp giải bài toán cùng lời giải thật chi tiết cho các em học sinh. Show
Để có thể chứng minh hai mặt phẳng song song với nhau, chúng ta cần hiểu rõ thế nào là hai mặt phẳng song song. Trong không gian, hai mặt phẳng được gọi là song song với nhau khi giữa chúng không có điểm chung nào.  1.2. Định lý về 2 mặt phẳng song songTrong không gian, nếu mặt phẳng (α) chứa 2 đường thẳng cùng song song với mặt phẳng (β) và 2 đường thẳng cắt nhau a, b thì mặt phẳng (α) song song với mặt phẳng (β). 1.3. Các tính chất của hai mặt phẳng song songKhi qua điểm nằm ngoài mặt phẳng cho trước chỉ một và một mặt phẳng song song với mặt phẳng đề bài đã cho
Ta có 2 mặt phẳng song song nhau. Nếu 1 mặt phẳng cắt mặt phẳng này thì cũng cắt mặt phẳng kia và hai giao tuyến song song nhau. 1.4. Hình lăng trụ và hình hộpHình lăng trụ là hình đa diện có hai mặt nằm bên trong. Hình lăng trụ gồm có 2 đáy là 2 đa giác bằng nhau và nằm trên hai mặt phẳng song song, các mặt bên là hình bình hành, các cạnh bên bằng nhau hoặc song song với nhau. Hình lăng trụ có những tính chất như:
Một hình lăng trụ có đáy là hình bình hành sẽ được gọi là hình hộp. Hình hộp có tất cả các mặt đáy và các mặt bên đều là hình chữ nhật sẽ được gọi là hình hộp chữ nhật. Hình hộp có tất cả các mặt bên là hình vuông được gọi là hình lập phương. 1.5. Hình chóp cụtHình chóp cụt là hình có phần chóp nằm giữa đáy và thiết diện cắt bởi mặt phẳng song song với đáy hình chóp. Hình chóp cụt là hình có các tính chất:
2. Các cách chứng minh hai mặt phẳng song songCách chứng minh hai mặt phẳng song song với nhau được làm theo các cách như sau, các bạn học sinh hãy theo dõi nhé! 2.1. Chứng minh mặt phẳng này chứa hai đường thẳng cắt nhau cùng song song với mặt phẳng kia2.2. Chứng minh 2 mặt phẳng đó cùng song song với mặt phẳng thứ ba3. Ví dụ hai mặt phẳng song songChúng ta đã biết cách chứng minh hai mặt phẳng song song. Để hiểu rõ hơn về bài tập này, các bạn học sinh cùng luyện tập một số ví dụ sau đây: Bài 1: Cho hình hộp ABCD.A’B’C’D’. Hãy cho biết mặt phẳng (AB’D’) song song với mặt phẳng nào? Giải: Do BDD’B’ là hình bình hành $\Rightarrow$ BD // B’D’ (1) ADC’B’ là hình bình hành nên AB’ // DC’ (2) (1) và (2) $\Rightarrow$ (AB’D’) // (BC’D) Bài 2: Gọi M và N lần lượt là trung điểm của BB’ và CC’ của hình lăng trụ ABC.A’B’C’. Gọi Δ là một giao tuyến của 2 mặt phẳng (AMN) và (A’B’C’). Chứng minh rằng Δ // BC Giải: Ta có: MN ⊂ (AMN) B'C' ⊂ (A'B'C') MN // B'C' ⇒ Δ là giao tuyến của hai mặt phẳng (AMN) và (A’B’C’) song song với MN và B’C’ ⇒ Δ // BC Bài 3: Cho hai mặt phẳng song song với nhau α và β. Đường thẳng d nằm bên trong α. Vậy mặt phẳng d và β có điểm chung hay không? Giải: Hai mặt phẳng α và β song song ⇒ α và β không có điểm chung nào d nằm bên trong mặt phẳng α ⇒ Đường thẳng d không cắt được mặt phẳng β. Vì khi d cắt mặt phẳng β tức là d và β có điểm chung ⇒ hai mặt phẳng α và β có điểm chung (mâu thuẫn giả thiết) ⇒ Mặt phẳng d và β không có điểm chung Bài 4: Các bạn học sinh hãy tạo dựng mặt phẳng (α) qua trung điểm I của đoạn SA và song song với mặt phẳng (ABC) của tứ diện SABC. Giải: Mặt phẳng (α) đi qua 3 trung điểm I, L, K của SA, SC, SB Do I, K, L là trung điểm của SA, SB, SC nên IK, KL cũng lần lượt là đường trung bình tam giác SAB và SBC. IK song song AB ∈ (ABC) ⇒ IK // (ABC) KL // BC ∈ (ABC) ⇒ KL // (ABC) IK và KL cắt nhau và song song mặt phẳng (ABC) ⇒ Mặt phẳng có chứa đoạn IK và KL // (ABC) hay (α) // (ABC) Bài 5: Mặt phẳng (α) có chứa hình bình hành ABCD. Qua các điểm A, B, C, D lần lượt vẽ đường thẳng a, b, c, d song song nhau và không nằm trên mặt phẳng (α). Trên a, b, c lấy ba điểm A’, B’ và C’ tùy ý. Xác định giao điểm D’ đường thẳng d với mặt phẳng (A’B’C’). Giải: Ví dụ mặt phẳng (A’B’C’) ∩ d = D’ ⇒ (A’B’C’) ∩ (C’CD) = C’D’. AA’ // CC’ ⊂ (C’CD) ⇒ AA’ // (C’CD). AB // CD ⊂ (CC’D) ⇒ AB // (CC’D) Mặt phẳng (AA’B’B) có ⇒ (AA’B’B) // (C’CD). Ta lại có (A’B’C’) ∩ (AA’B’B) = A’B’ ⇒ (A’B’C’) cắt (C’CD) và giao tuyến của chúng song song với A’B’ ⇒ C’D’ // A’B’. 4. Bài tập chứng minh hai mặt phẳng song songBài tập chứng minh hai mặt phẳng song song sẽ giúp các em ôn tập thật tốt trong những bài kiểm tra hay các kỳ thi. Vì vậy đừng bỏ lỡ những bài tập dưới đây nhé. Bài 1: Đáy ABCD là hình bình hành có tâm O của hình chóp S.ABCD. Gọi các điểm M, N, I là trung điểm của SA, SD và AB. Chứng minh (MON) // (SBC). Giải: Xét có: MN là một đường trung bình của tam giác SAD $\Leftrightarrow$ MN // AD (1). OP chính là đường trung bình của ABC $\Rightarrow$ OP // BC // AD (2) Từ (1) và (2): MN // OP // AD nên 4 điểm M; N; O; P đồng phẳng với nhau Bài 2: Có điểm H là trung điểm của A’B’ hình lăng trụ ABC.A’B’C’. Mặt phẳng nào song song với đường thẳng B’C? Giải: Gọi M là trung điểm của AB: ⇒ AMB’H là hình bình hành ⇒ MB’//AH vậy MB’ // mặt phẳng (AHC’) (1) Vì ta có MH là đường trung bình hình bình hành ABB’A’ ⇒ MH song song và bằng BB’ ⇒ MH song song và bằng CC’ ⇒ MHC’C là hình bình hành ⇒ MC // HC’ vì vậy MC // (AHC’) (2) Từ (1) và (2) ta có (B’MC) // (AHC’) ⇒ B’C // (AHC’) Bài 3: Đáy ABCD là hình bình hành có tâm O của hình chóp S.ABCD. Gọi điểm M là trung điểm của SA, N là trung điểm của SD. Mệnh đề nào sau đây là sai? A. OM // (SBC) B. ON // (SAB) C. (OMN) // (SBC) D. (OMN) và (SBC) cắt nhau Giải: Ta gọi các điểm M, O lần lượt là trung điểm của SA và AC ⇒ OM là một đường trung bình tam giác SAC ⇒ OM // SC ⇒ A đúng Tương tự như vậy, N và O lần lượt là trung điểm của SD và BD ⇒ ON chính là một đường trung bình tam giác SBD ⇒ ON // SB Bài 4: Hình bình hành ABCD ta vẽ các tia Ax; By, Cz, Dt song song, không nằm trong (ABCD) và cùng hướng với nhau. Mặt phẳng (α) cắt Ax;By, Cz, Dt lần lượt tại các điểm A’, B’,C’, D’. Trong các khẳng định dưới đây, khẳng định nào là đáp án sai? A. A’B’C’D’ là một hình bình hành B. (AA’B’B) // (DD’C’C) C. AA’ = CC’, BB’ = DD' D. OO’ // AA’ Trong đó tâm hình bình hành ABCD là điểm O, O’ là giao điểm của A’C’ và B’D’. Giải: Xét các phương án sau: Đáp án D: Do O và O’ lần lượt là trung điểm của AC và A’C’ nên OO’ là đường trung bình trong hình thang AA’C’C. Vậy: OO’ // AA’ ⇒ D Bài 5: Ta có hình vuông ABEF và ABCD nằm ở 2 mặt phẳng khác. Chứng minh (CBE) // (ADF). Vì ABCD là hình vuông nên BC // AD ABEF cũng là hình vuông suy ra BE // AF Xét mặt phẳng (ADF) và (CBE) có: Trên đây là toàn bộ kiến thức về chứng minh hai mặt phẳng song song cùng các dạng bài thường gặp kèm lời giải chi tiết cho các bạn học sinh. Mong rằng qua bài viết trên, các em có thể tự tin làm bài và bước vào kỳ thi THPT Quốc gia quan trọng này. Để học nhiều hơn những kiến thức và bài giảng về toán học lớp 12, truy cập trang web Vuihoc.vn ngay hôm nay nhé! |
