Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thang, có AB // DC và AB = 2DC. Gọi G là trọng tâm của tam giác SAB. a) Tìm giao tuyến của hai mặt phẳng (SAB) và (SCD).

a) Hai mặt phẳng \(\left( {SAB} \right)\) và \(\left( {SCD} \right)\) có điểm chung \(S\).

Mặt khác, \(AB \subset \left( {SAB} \right)\), \(CD \subset \left( {SCD} \right)\) và \(AB{\rm{//}}CD\).

Theo định lý về giao tuyến của ba mặt phẳng song song, giao tuyến \(d\) của \(\left( {SAB} \right)\) và \(\left( {SCD} \right)\) là đường thẳng đi qua \(S\) và song song với \(AB\) và \(CD\).

b) Gọi \(M\) là trung điểm của \(SA\).

Trong tam giác \(SAB\), vì \(G\) là trọng tâm nên \(B,G,M\) thẳng hàng và \(\frac{{MG}}{{MB}} = \frac{1}{3}\).

Xét hình thang \(ABCD\) có \(AB{\rm{//}}CD\) và \(AB = 2CD\), suy ra \(\frac{{DO}}{{OB}} = \frac{{DC}}{{AB}} = \frac{1}{2}\), do đó \(\frac{{DO}}{{DB}} = \frac{1}{3}\).

Từ đó suy ra \(\frac{{MG}}{{MB}} = \frac{{DO}}{{DB}} = \frac{1}{3}\), theo định lý Thales trong tam giác \(MDB\), suy ra \(OG{\rm{//}}MD\).

Mà \(OG \not\subset \left( {SAD} \right)\) và \(MD \subset \left( {SAD} \right)\). Do đó \(OG{\rm{//}}\left( {SAD} \right)\) (đpcm).