Mặt phẳng (α) đi qua E song song (ABC) cắt BM tại F Cho tứ diện đều ABCD Cạnh a. Gọi G là trọng tâm △ABD, điểm M,H lần lượt thuộc cạnh CD, AD sao cho DM=2MC, DH=2HA. Gọi E là giao điểm DG và BH. Mặt phẳng (α) đi qua E song song (ABC) cắt BM tại F. Tính EF? Giúp mình với!!
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để tính được EF, ta cần tìm được tọa độ của các điểm A, B, C, D, G, H, M, E và F. Gọi O là tâm của tứ diện ABCD, ta có: - Vì tứ diện ABCD là tứ diện đều nên tọa độ của O là (0, 0, 0). - Vì tứ diện ABCD là tứ diện đều nên tọa độ của A là (a, 0, 0). - Vì tứ diện ABCD là tứ diện đều nên tọa độ của B là (0, a, 0). - Vì tứ diện ABCD là tứ diện đều nên tọa độ của C là (-a, 0, 0). - Vì tứ diện ABCD là tứ diện đều nên tọa độ của D là (0, -a, 0). Gọi I là trung điểm của AB, ta có: - Tọa độ của I là (a/2, a/2, 0). Gọi G là trọng tâm của tam giác ABD, ta có: - Tọa độ của G là (a/3, a/3, 0). Gọi H là điểm thuộc cạnh AD sao cho DH = 2HA, ta có: - Tọa độ của H là (a, -a/3, 0). Gọi M là điểm thuộc cạnh CD sao cho DM = 2MC, ta có: - Tọa độ của M là (0, -a/3, 0). Gọi E là giao điểm của DG và BH, ta cần tìm tọa độ của E. Đường thẳng DG có phương trình: x = (a/3) + t(0 - a/3) = (a/3)(1 - t) y = (a/3) + t(a - a/3) = (a/3)(1 + 2t) z = 0 + t(0 - 0) = 0 Đường thẳng BH có phương trình: x = 0 + s(a - 0) = as y = a + s(a/3 - a) = a(1 - 2s) z = 0 + s(0 - 0) = 0 Để tìm tọa độ của E, ta giải hệ phương trình: (a/3)(1 - t) = as (a/3)(1 + 2t) = a(1 - 2s) 0 = 0 Từ hệ phương trình trên, ta có: t = 1 - 3s Thay t = 1 - 3s vào phương trình đường thẳng BH, ta có: x = as = a(1 - 3s) y = a(1 - 2s) Từ đó, ta có tọa độ của E là (a(1 - 3s), a(1 - 2s), 0). Mặt phẳng (α) đi qua E song song với mặt phẳng (ABC) có phương trình: a(x - a) + a(y - a) + a(z - 0) = 0 a(a(1 - 3s) - a) + a(a(1 - 2s) - a) = 0 a(1 - 3s - 1 + 2s) + a(1 - 2s - 1 + 2s) = 0 a(-s) + a(0) = 0 -s = 0 s = 0 Thay s = 0 vào tọa độ của E, ta có: (a(1 - 3s), a(1 - 2s), 0) = (a(1 - 3(0)), a(1 - 2(0)), 0) = (a, a, 0) Gọi F là giao điểm của đường thẳng BM và mặt phẳng (α), ta cần tìm tọa độ của F. Đường thẳng BM có phương trình: x = 0 + u(a/2 - 0) = ua/2 y = a + u(a/2 - a) = a(1 - u/2) z = 0 + u(0 - 0) = 0 Mặt phẳng (α) có phương trình: x - a + y - a = 0 ua/2 - a + a(1 - u/2) - a = 0 ua/2 - a + a - au/2 - a = 0 ua/2 - au/2 - 2a + a = 0 ua/2 - au/2 - a = 0 a(u/2 - u/2 - 1) = 0 a(-1) = 0 a = 0 Vì a không thể bằng 0, nên phương trình trên không có nghiệm. Vậy không tồn tại mặt phẳng (α) đi qua E song song với mặt phẳng (ABC). Do đó, EF không xác định.