01Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1 (đếm mặt phẳng)
a) Cho điểm phân biệt, không có điểm nào đồng phẳng. Có bao nhiêu mặt phẳng đi qua ba trong sáu điểm đó?
b) Cho điểm trong đó đồng phẳng (không ba điểm nào thẳng hàng) còn nằm ngoài mặt phẳng ấy và không thẳng hàng với hai điểm bất kì trong bốn điểm kia. Có bao nhiêu mặt phẳng qua ba trong năm điểm?
Giải. a) Không có điểm đồng phẳng nên hai bộ ba khác nhau cho hai mặt phẳng khác nhau: mặt phẳng.
b) Có bộ ba. Bốn bộ ba trong (đó là bộ) cùng cho một mặt phẳng, nên đếm thừa . Đáp số: mặt phẳng: mặt phẳng và mặt phẳng chứa (mỗi mặt chứa và một trong cặp điểm).
Ví dụ 2 (phân loại hai đường thẳng)
a) Trong tứ diện có bao nhiêu cặp cạnh chéo nhau?
b) Hình chóp có đáy là hình bình hành. Trong cạnh của hình chóp có bao nhiêu cặp đường thẳng chứa cạnh mà chéo nhau?
Giải. a) Tứ diện có cạnh, tạo cặp. Hai cạnh có chung một đỉnh thì cắt nhau; mỗi đỉnh có cạnh, cho cặp, vậy có cặp cắt nhau. Còn lại cặp cạnh chéo nhau, đó là các cặp cạnh đối và , và , và .
b) cạnh cho cặp. Cặp có chung đỉnh (cắt nhau): đỉnh có cạnh cho cặp, mỗi đỉnh đáy có cạnh cho cặp, tổng cặp. Hai cặp song song: và . Còn lại cặp chéo nhau, ví dụ và , và .
Ví dụ 3 (giao tuyến, đáy là tứ giác lồi)
Hình chóp có đáy là tứ giác lồi mà cắt tại , cắt tại , và hai đường chéo , cắt nhau tại . Tìm giao tuyến của: a) và ; b) và ; c) và .
Giải. a) là điểm chung. và nên cũng là điểm chung. Giao tuyến là .
b) là điểm chung. và nên là điểm chung thứ hai. Giao tuyến là .
c) Tương tự, và là hai điểm chung, giao tuyến là .
Kiểm tra bằng toạ độ với , , , , : , , , và các điểm này đều thoả phương trình hai mặt phẳng tương ứng.
Ví dụ 4 (giao tuyến trong tứ diện)
Tứ diện . Gọi là trung điểm , là điểm trên cạnh với . Tìm giao tuyến của và .
Giải. là điểm chung thứ nhất. và cùng nằm trong mặt phẳng ; chúng không song song (vì ), nên cắt nhau tại . Khi đó và , nên là điểm chung thứ hai. Giao tuyến là .
Thêm một bước: theo Menelaus trong tam giác với cát tuyến : , suy ra , tức và là trung điểm (toạ độ cho ).