Докажите, что если плоскости а и в перпендикулярны прямой а, то они паралельны.

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для доказательства данного утверждения воспользуемся методом «от противного». Условие Дано:

  • αaalpha ⟂ a (плоскость αalpha перпендикулярна прямой aa) βabeta ⟂ a (плоскость βbeta перпендикулярна прямой aa)

Доказать: αβalpha is parallel to beta Доказательство

  1. Предположение от противного
    Предположим, что плоскости αalpha и βbeta не параллельны. Это означает, что они пересекаются по некоторой прямой cc. Выбор точки на линии пересечения
    Пусть точка Mcap M лежит на прямой cc (линии пересечения плоскостей). Следовательно, точка Mcap M одновременно принадлежит и плоскости αalpha, и плоскости βbeta. Построение перпендикуляров
    Обозначим точки пересечения прямой aa с плоскостями αalpha и βbeta как Acap A и Bcap B соответственно.
    • Так как αaalpha ⟂ a, то прямая aa перпендикулярна любой прямой, лежащей в плоскости αalpha и проходящей через точку Acap A. Проведем в плоскости αalpha прямую MAcap M cap A. Тогда aMAa ⟂ cap M cap A, следовательно, MAB=90angle cap M cap A cap B equals 90 raised to the composed with power. Так как βabeta ⟂ a, то прямая aa перпендикулярна любой прямой, лежащей в плоскости βbeta и проходящей через точку Bcap B. Проведем в плоскости βbeta прямую MBcap M cap B. Тогда aMBa ⟂ cap M cap B, следовательно, MBA=90angle cap M cap B cap A equals 90 raised to the composed with power.
    Анализ полученного треугольника
    Рассмотрим треугольник MABcap M cap A cap B. Мы получили, что в этом треугольнике два угла равны по 9090 raised to the composed with power ( MAB=90angle cap M cap A cap B equals 90 raised to the composed with power и MBA=90angle cap M cap B cap A equals 90 raised to the composed with power). Противоречие
    Согласно теореме о сумме углов треугольника, сумма всех углов должна быть равна 180180 raised to the composed with power. В нашем случае:
    MAB+MBA+AMB=90+90+AMB=180+AMBangle cap M cap A cap B plus angle cap M cap B cap A plus angle cap A cap M cap B equals 90 raised to the composed with power plus 90 raised to the composed with power plus angle cap A cap M cap B equals 180 raised to the composed with power plus angle cap A cap M cap BТак как угол AMBangle cap A cap M cap B не может быть равен нулю (иначе точки M,A,Bcap M comma cap A comma cap B лежали бы на одной прямой, что невозможно по условию расположения прямой aa), сумма углов превышает 180180 raised to the composed with power.
    Примечание: Также из одной точки Mcap M, не лежащей на прямой aa, нельзя провести два разных перпендикуляра ( MAcap M cap A и MBcap M cap B) к этой прямой.
    Вывод
    Наше предположение о том, что плоскости пересекаются, оказалось ложным. Следовательно, плоскости αalpha и βbeta не имеют общих точек, то есть они параллельны.

Что и требовалось доказать. Могу ли я помочь вам с доказательством других теорем стереометрии или решением задач на взаимное расположение плоскостей?

Форма ответа

Ваш аватар