a) Vì E là trọng tâm với đường trung tuyến SM (M là trung điểm AD) nên E∈SM và thỏa mãn SMSE=32.
Tương tự, F là trọng tâm với đường trung tuyến SN (N là trung điểm BC) nên F∈SN và thỏa mãn SNSF=32.
Xét tam giác SMN, ta có: SMSE=SNSF=32.
Theo định lý Thales đảo trong tam giác SMN, suy ra EF//MN.
Mặt khác, trong hình thang ABCD, M và N lần lượt là trung điểm của hai cạnh bên AD và BC nên MN là đường trung bình của hình thang ⇒MN//AB.
Từ hệ thức bắc cầu {EF//MNMN//AB⇒EF//AB.
b) Trong ΔSAD, vì E là trọng tâm nên đường thẳng AE chính là đường trung tuyến xuất phát từ đỉnh A.
Gọi P là trung điểm của SD. Khi đó, P phải thuộc đường thẳng AE.
Ta có: {P∈AE⊂(AEF)P∈SD⊂(SCD)⇒P∈(AEF)∩(SCD).
Vậy P là một điểm chung của hai mặt phẳng (AEF) và (SCD).
Xét hai mặt phẳng (AEF) và (SCD), ta có:
P là điểm chung của hai mặt phẳng.
Mặt phẳng (AEF) chứa đường thẳng EF.
Mặt phẳng (SCD) chứa đường thẳng CD.
Mà EF//CD (vì cùng song song với AB).
Theo định lí về giao tuyến của hai mặt phẳng chứa hai đường thẳng song song: Giao tuyến d của (AEF) và (SCD) sẽ là đường thẳng đi qua điểm chung P và song song với cả EF và CD.
Kết luận: Giao tuyến d là đường thẳng qua P (trung điểm SD) và song song với CD (đường thẳng d này cũng chính là đường trung bình PQ của ΔSCD, với Q là trung điểm của SC).
Theo cách xác định giao tuyến ở trên, đường thẳng d được dựng song song với CD và EF.
Do đó, ta hiển nhiên có: d//EF.