Câu 9 trang 51 Sách bài tập Hình học 11 nâng cao.

Đề bài

Cho ba tia Ox, Oy, Oz. Trên các tia Ox, Oy, Oz lần lượt lấy các điểm A và A’, B và B’, C và C’ sao cho BC cắt B’C’ tại M, CA cắt C’A’ tại N và AB cắt A’B’ tại I. Chứng minh ba điểm M, N, I thẳng hàng.

Lời giải chi tiết

Trường hợp Ox, Oy, Oz không đồng phẳng

Dễ thấy M, N, I là ba điểm chung của hai mặt phẳng phân biệt (ABC) và (A’B’C’) nên chúng thuộc giao tuyến của hai mặt phẳng đó. Vậy ba điểm M, N, I thẳng hàng.

Trường hợp Ox, Oy, Oz thuộc mặt phẳng (P).

Qua O ta dựng một đường thẳng \(\Delta \) không nằm trên mp(P). Trên \(\Delta \) lấy các điểm \({O_1},\,{O_2}.\) Gọi \({A_1}\) là giao điểm của \({O_1}A\) với \({O_2}A',\,{B_1}\) là giao điểm của \({O_1}B\) với \({O_2}B'.\) Dễ chứng minh \({A_1}{B_1},A'B',\,AB\) đồng quy tại I. Tương tự, ta dựng điểm \({C_1}\) là giao điểm của \({O_1}C\) với \({O_2}C'.\) Hai tam giác \({A_1}{B_1}{C_1}\) và ABC không nằm trong một mặt phẳng, nên theo câu a) ta được ba điểm M, N, I thẳng hàng.