Cho tứ diện ABCD, trong đó có tam giác BCD không cân
Mặt phẳng \[\left( {ABN} \right)\] cắt mặt phẳng \[\left( {BCD} \right)\] theo giao tuyến \[BN\,.\]Mà \[AG \subset \left( {ABN} \right)\] suy ra \[AG\] cắt \[BN\] tại điểm \[{A_1}\,.\]
Qua \[M\] dựng \[MP\]//\[A{A_1}\] với \[P \in BN\,.\]Có \[M\] là trung điểm của \[AB\] suy ra \[P\] là trung điểm \[B{A_1}\, \Rightarrow \,\,BP = P{A_1}\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right).\]
Tam giác \[MNP\] có \[MP\]//\[G{A_1}\] và \[G\] là trung điểm của \[MN\,.\] Suy ra \[{A_1}\] là trung điểm của \[NP\,\, \Rightarrow \,\,P{A_1} = N{A_1}\,\,\,\,\left( 2 \right).\]
Từ \[\left( 1 \right),\left( 2 \right)\] suy ra \[BP = P{A_1} = {A_1}N\,\, \Rightarrow \,\,\frac{{B{A_1}}}{{BN}} = \frac{2}{3}\] mà \[N\] là trung điểm của \[CD\,.\]
Do đó, \[{A_1}\] là trọng tâm của tam giác \[BCD\,.\] Chọn D.
