Phương pháp giải:
a) Sử dụng định lí Ta-lét.
b) Sử dụng định lí: Hai mặt phẳng chứa 2 đường thẳng song song thì cắt nhau theo giao tuyến song song với hai đường thẳng đó.
c) Xác định điểm chung của mặt phẳng (MAB) với các mặt của chóp. Sử dụng định lí Menelaus.
Giải chi tiết:
a) Vì AB // CD nên ta có: \(\dfrac{{OC}}{{OA}} = \dfrac{{CD}}{{AB}} = \dfrac{1}{2}\) (Hệ quả định lí Ta-lét)
\( \Rightarrow \dfrac{{CO}}{{CA}} = \dfrac{1}{3} = \dfrac{{CM}}{{CS}}\)
=> OM // SA (định lí Ta-lét đảo).
b) Xét (MAB) và (SCD) có M chung, AB // CD.
\( \Rightarrow \left( {MAB} \right) \cap \left( {SCD} \right) = ME\) // AB // CD \(\left( {E \in SD} \right)\).
Khi đó thiết diện của hình chóp cắt bởi (MAB) là hình thang ABME.
c) Trong (ABCD) kéo dài AN cắt BC tại G.
Xét (AMN) và (SCD) có:
M chung
Trong (ABCD) kéo dài AN cắt CD tại F.
Trong (SCD) kéo dài MF cắt SD tại I.
\( \Rightarrow \left( {AMN} \right) \cap \left( {SCD} \right) = MI\).
=> Thiết diện của hình chóp cắt bởi tam giác AMN là tứ giác AGMI.
Kẻ OH // AB // CD \(\left( {H \in AE} \right)\).
Áp dụng định lí Ta-lét ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{OH}}{{AB}} = \dfrac{{ON}}{{NB}} = 1 \Rightarrow OH = AB\\dfrac{{OH}}{{CE}} = \dfrac{{AO}}{{AC}} = \dfrac{2}{3}\ \Rightarrow CE = \dfrac{3}{2}OH = \dfrac{3}{2}AB = 3CD\end{array}\)
Xét tam giác SCD, cát tuyến FMI, áp dụng định lí Menelaus ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{IS}}{{ID}}.\dfrac{{FD}}{{FC}}.\dfrac{{MC}}{{MS}} = 1\ \Leftrightarrow \dfrac{{IS}}{{ID}}.\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2} = 1\ \Leftrightarrow \dfrac{{IS}}{{ID}} = \dfrac{3}{2}\end{array}\)
Vậy \(\dfrac{{SI}}{{ID}} = \dfrac{3}{2}\).