Đại cương về đường thẳng và mặt phẳng

Chương II: ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN.QUAN HỆ SONG SONG Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG I/ MỞ ĐẦU VỀ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN: Môn học nghiên cứu các tính chất của

Chương II: ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG TRONG KHÔNG GIAN.

QUAN HỆ SONG SONG

Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG

I/ MỞ ĐẦU VỀ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN:

Môn học nghiên cứu các tính chất của những hình có thể không cùng nằm trong

một mặt phẳng gọi là Hình học không gian

Mặt phẳng

Trang giấy , mặt bảng đen , mặt tường lớp học , mặt hồ lặng gió , mặt bàn , tấm gương phẳng …là hình ảnh một phần mặt phẳng trong không gian

Người ta thường biểu diễn một mặt phẳng bằng một hình bình hành

Kí hiệu : mp(P), mp(Q),mp( α )…

Điểm thuộc mặt phẳng

Điểm A thuộc mặt phẳng (P) hay điểm A nằm trên mặt phẳng (P) được kí hiệu A  (P) Điểm A không thuộc mặt phẳng (P) hay điểm A ở ngoài mp(P) ta kí hiệu : A  (P)

Hình biểu diễn của một hình trong không gian

Hình lập phương là hình nằm trong không gian có sáu mặt là hình vuông Hình tứ diện là hình nằm trong không gian có bốn mặt là tam giác

Người ta vẽ những hình này thành những hình phẳng gọi là hình biểu diễn của hình không gian

Hình biểu diễn của hình chóp tứ giác Hình biểu diễn hình lập phương

Quy tắc biểu diễn một hình trong không gian:

- Đường thẳng được biểu diễn bằng đường thẳng Đoạn thẳng được biểu diễn

bằng đọan thẳng

- Hai đường thẳng song song hoặc cắt nhau được biểu diễn bởi hai đường thẳng song song hoặc cắt nhau

- Điểm A thuộc đường thẳng a được biểu diễn bởi một điểm A’ thuộc đường

thẳng a’ , trong đó a’ biểu diễn cho đường thẳng a

- Dùng nét vẽ liền ( )để biểu diễn cho những đường trông thấy và dùng

nét đứt đoạn ( - ) để biểu diện cho những đường bị khuất

II/ CÁC TÍNH CHẤT THỪA NHẬN CỦA HÌNH HỌC KHÔNG GIAN:

Hình

Tính chất thừa nhận 1:

Có một và chỉ một đường thẳng qua hai điểm phân biệt cho trước

Hoạt động 1: Vẽ hình biểu diễn của mặt phẳng (p) và một đường thẳng a xuyên qua

nó

Hoạt động 2: Vẽ một số hình biểu diễn của hình tứ diện Có thể vẽ hình biểu diễn

của hình tứ diện mà không có nét đứt đoạn nào không?

Tính chất thừa nhận 2:

Có một và chỉ một mặt phẳng đi qua ba điểm không thẳng hàng cho trước

Tính chất thừa nhận 3:

Tồn tại bốn điểm không cùng nằm trong một mặt phẳng

Tính chất thừa nhận 4:

Nếu hai mặt phẳng phân biệt có một điểm chung thì chúng có một đường thẳng chung duy nhất chứa tất cả các điểm chung của hai mặt phẳng đó

Tính chất thừa nhận 5:

Trong mỗi mặt phẳng , các kết quả đã biết của hình học phẳng đều

đúng

Định lí:

Nếu một đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt của một mặt phẳng thì mọi điểm của đường thẳng đều nằm trong mặt phẳng đó

? Muốn xác định giao tuyến của hai mặt phẳng phân biệt thì ta phải tìm bao

nhiêu điểm chung của chúng?

Đáp án:

Tìm hai điểm chung phân bịêt của hai mặt phẳng

Hoạt động 4 :

Trong mặt phẳng (P) cho tứ giác lồi ABCD có các cạnh AB và CD không song song Ngoài mp(P) cho một điểm S Hãy tìm giao tuyến của :

a/ Hai mp(SAC) và (SBD)

b/ Hai mp(SAB) và (SCD)

Giải:

a/ Gọi O = AC ∩ BD

⇒ S ,O là hai điểm chung của hai mp(SAC) và (SBD)

⇒ Giao tuyến của hai mp(SAC) và (SBD) là đường thẳng SO.

b/ Gọi I = AB ∩ CD

⇒ S , I là hai điểm chung của hai mp(SAB) và (SCD)

⇒ Giao tuyến của hai mp(SAB) và (SCD) là đường thẳng SI.

S

C

D O I

Ví dụ:

Cho bốn điểm O , A , B , C không đồng phẳng Trên các đường thẳng OA , OB , OC lần lượt lấy các điểm A’ , B’ , C’ khác O sau cho các đường thẳng sau đây cắt nhau : BC và B’C’ , CA

và C’A’ , AB và A’B’.

a/ Hãy xác định các giao điểm của mỗi đường thẳng A’B’ , B’C’ , C’A’ với mp(ABC).

b/ Chứng minh rằng các giao điểm trên thẳng hàng

C

A

B

∆

a/ Gọi H = A’B’ ∩ AB ⇒ H  A’B’ và H  AB

Mà AB ⊂ (ABC) ⇒ H  (ABC)

⇒ H = A’B’ ∩ (ABC) Tương tự: Gọi I = B’C’ ∩ BC , J = C’A’ ∩ CA ⇒ I = B’C’ ∩ (ABC) , J = C’A’ ∩ (ABC)

b/ Ta có : H  A’B’, I  B’C’ , J C’A’

⇒ H , I , J  (A’B’C’)

Mà H , I , J  (ABC)

⇒ H , I , J  ∆ = (ABC) ∩ (A’B’C’)

⇒ H , I , J thẳng hàng

A’

C’

B’

J

I

H

Ch ú ý :

1/ Muốn tìm giao điểm của đường thẳng d với mặt phẳng (P) , ta tìm một đường thẳng nào đó nằm trên (P) mà cắt d Khi đó , giao điểm của hai đường thẳng này là giao điểm cần tìm

2/ Muốn chứng minh các điểm thẳng hàng , ta có thể chứng tỏ rằng chúng là những điểm chung của hai mặt phẳng phân biệt