Trong mp (ABCD), nối NP kéo dài cắt AD tại G

Trong mp (SAD), nối MG cắt SD tại Q

\(\Rightarrow Q=SD\cap\left(MNP\right)\)

b.

Trong mp (ABCD), gọi E là giao điểm NP và AC

Trong mp (SAC), nối ME cắt SO tại F

\(\Rightarrow F=SO\cap\left(MNP\right)\)

Lời giải:

Gọi $Q$ là điểm nằm trên $DC$ sao cho $AD\parallel PQ$

Khi đó: $MN\parallel AD\parallel PQ$ nên $Q\in (MNP)$

$(MNPQ)$ chính là thiết diện của hình chóp cắt bởi $(MNP)$
Giờ ta cần tìm diện tích hình thang $MNPQ$

$SA=SD; DB=SC; AB=CD$ nên $\triangle SAB=\triangle SDC$

Tương ứng ta có $MP=NQ$

$MN=\frac{AD}{2}=\frac{3a}{2}$

$PQ=AD=3a$

$\Rightarrow MNPQ$ là hình thang cân.

Áp dụng định lý cos:

$\cos \widehat{SAB}=\frac{SA^2+AB^2-SB^2}{2SA.AB}=\frac{MA^2+AP^2-MP^2}{2MA.AP}$

$\Leftrightarrow \frac{9a^2+9a^2-27a^2}{2.3a.3a}=\frac{\frac{9}{4}a^2+4a^2-MP^2}{2.\frac{3}{2}a.2a}$

$\Rightarrow MP^2=\frac{37}{4}a^2$

$\Rightarrow h_{MNPQ}=\sqrt{MP^2-(\frac{PQ-MN}{2})^2}=\frac{\sqrt{139}}{4}a$

Diện tích thiết diện:

$S=\frac{MN+PQ}{2}.h=\frac{9\sqrt{139}}{16}a^2$

Do M là trung điểm SD, N là trung điểm SC \(\Rightarrow MN\) là đường trung bình tam giác SCD

\(\Rightarrow MN||CD\) (1)

Tương tự PQ là đường trung bình tam giác SAB \(\Rightarrow PQ||AB\)

\(\Rightarrow MN||PQ\Rightarrow\) 4 điểm M, N, P, Q đồng phẳng

Lại có MQ là đường trung bình tam giác SAD \(\Rightarrow MQ||AD\)

Mà \(AD\in\left(ABCD\right)\Rightarrow MQ||\left(ABCD\right)\) 

Do \(CD\in\left(ABCD\right)\), từ \(\left(1\right)\Rightarrow MN||\left(ABCD\right)\) 

Mà \(\left\{{}\begin{matrix}MN\in\left(MNPQ\right)\\MQ\in\left(MNPQ\right)\\MN\cap MQ=M\end{matrix}\right.\)\(\Rightarrow\left(MNPQ\right)||\left(ABCD\right)\)

Gọi O là giao điểm của AC và BD

Trong mp(SBD), gọi G là giao điểm của MN và SO

G∈MN⊂(MNP)

G∈SO⊂(SAC)

Do đó: G∈(MNP) giao (SAC)(1)

P∈SC⊂(SAC)

P∈(MNP)

Do đó: P∈(MNP) giao (SAC)(2)

Từ (1),(2) suy ra (MNP) giao (SAC)=GP

Gọi K là giao điểm của GP và SA

K∈GP⊂(MNP)

K∈SA⊂(SAB)

DO đó: K∈(MNP) giao (SAB)(3)

M∈(MNP)

M∈SB⊂(SAB)

DO đó: M∈(MNP) giao (SAB)(4)

Từ (3),(4) suy ra (MNP) giao (SAB)=MK

K∈GP⊂(MNP)

K∈SA⊂(SAD)

DO đó: K∈(MNP) giao (SAD)(5)

N∈(MNP)

N∈SD⊂(SAD)

Do đó: N∈(MNP) giao (SAD)(6)

Từ (5),(6) suy ra (MNP) giao (SAD)=NK

Trong mp(SBC), gọi E là giao điểm của PM và BC

Xét ΔSBD có M,N lần lượt là trung điểm của SB,SD

=>MN là đường trung bình của ΔSBD

=>MN//BD

E∈PM⊂(MNP)

E∈BC⊂(ABCD)

Do đó; E∈(MNP) giao (ABCD)

Xét (MNP) và (ABCD) có

E∈(MNP) giao (ABCD)

MN//BD

Do đó: (MNP) giao (ABCD)=xy, xy đi qua E và xy//MN//BD

a: Chọn mp(ABC) có chứa BC

Xét ΔSAC có

M,N lần lượt là trung điểm của SA,SC

=>MN là đường trung bình của ΔSAC

=>MN//AC

Xét (MNP) và (ABC) có

P∈(MNP) giao (ABC)

MN//AC

Do đó: (MNP) giao (ABC)=xy, xy đi qua P và xy//MN/?AC

Gọi K là giao điểm của xy và BC

=>K là giao điểm của BC và mp(MNP)