Giải bài 17 trang 100 sách bài tập toán 11 - Cánh diều

Đề bài

Cho hình chóp tứ giác $S.ABCD$. Gọi $G$, $K$ lần lượt là trọng tâm của các tam giác $SAB$ và $SAD$; $M$, $N$ lần lượt là trung điểm của các cạnh $BC$ và $CD$. Chứng minh rằng $GK\parallel MN$.

Lời giải chi tiết

Gọi $P$, $Q$ lần lượt là trung điểm của $AB$, $AD$.

Ta có $G$ là trọng tâm của tam giác $SAB$, nên suy ra $G\in SP$ và $\frac{SG}{SP}=\frac{2}{3}$.

Chứng minh tương tự ta cũng có $K\in SQ$ và $\frac{SK}{SQ}=\frac{2}{3}$.

Tam giác $SPQ$ có $\frac{SG}{SP}=\frac{SK}{SQ}$ nên theo định lí Thales ta có $GK\parallel PQ$.

Xét tam giác $ABD$, ta có $P$ là trung điểm của $AB$, $Q$ là trung điểm của $AD$, nên $PQ$ là đường trung bình của tam giác $ABD$. Suy ra $PQ\parallel BD$.

Chứng minh tương tự ta cũng có $MN\parallel BD$.

Từ đó suy ra $GK\parallel MN$. Bài toán được chứng minh.