(1,5 điểm) Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình bình hành. Gọi \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) và \(M\) là trung điểm cạnh \(SC\).

a. Tìm giao tuyến của mặt phẳng \(\left( {SAC} \right)\) và \(\left( {SBD} \right)\)

b. Tìm giao tuyến của mặt phẳng \(\left( {ABM} \right)\) và \(\left( {SCD} \right)\).

c. Gọi \(K\) là giao điểm của \(SD\) với mặt phẳng \(\left( {AGM} \right)\). Chứng minh rằng \(GK//SB\)

a. Ta có:\(S \in \left( {SAC} \right) \cap \left( {SBD} \right)\)

\(\left. {\begin{array}{*{20}{c}}{O \in AC \Rightarrow O \in \left( {SAC} \right)}\\{O \in BD \Rightarrow O \in \left( {SBD} \right)}\end{array}} \right\} \Rightarrow O \in \left( {SAC} \right) \cap \left( {SBD} \right)\).   Vậy: \(\left( {SAC} \right) \cap \left( {SBD} \right) = SO\).

b. Ta có: \(\left. {\begin{array}{*{20}{c}}{M \in \left( {ABM} \right) \cap \left( {SCD} \right)}\\{AB\parallel CD}\\{AB \subset \left( {ABM} \right),CD \subset \left( {SCD} \right)}\\{\left( {ABM} \right) \cap \left( {SCD} \right) = {M_t}}\end{array}} \right\} \Rightarrow {M_t}\parallel AB\parallel CD\)

Trong \(\left( {SCD} \right)\) kẻ đường thẳng đi qua M, song song với \(CD\) và cắt \(SD\)tại \(N\).

Vậy: \(\left( {ABM} \right) \cap \left( {SCD} \right) = MN\).

c. Gọi \(O = AC \cap BD\), \(I = AM \cap SO\).

Trong mặt phẳng \(\left( {SBD} \right)\), kéo dài \(GI\) cắt \(SD\) tại \(K\)\( \Rightarrow K = SD \cap \left( {AMG} \right)\).

Tam giác \(SAC\) có \(SO\) và \(AM\) là hai đường trung tuyến.

Suy ra \(I\) là trọng tâm của tam giác \(SAC\) nên ta có \(\frac{{OI}}{{{\rm{O}}S}} = \frac{1}{3}\). (1)

Mặt khác, \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) nên có \(\frac{{OG}}{{OB}} = \frac{1}{3}\). (2)

Từ (1) và (2) suy ra \(\frac{{OI}}{{OS}} = \frac{{OG}}{{OB}}\)\( \Rightarrow GI{\rm{ // }}SB\)\( \Rightarrow GK{\rm{ // }}SB\).