Докажите признак параллельности прямой и плоскости

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Теорема (Признак параллельности прямой и плоскости) Формулировка: Если прямая, не лежащая в данной плоскости, параллельна какой-нибудь прямой, лежащей в этой плоскости, то она параллельна самой плоскости. Доказательство Дано:

  • Плоскость αalpha. Прямая aa, не лежащая в плоскости αalpha ( a̸αa is not a subset of alpha). Прямая bb, лежащая в плоскости αalpha ( bαb is a subset of alpha). Прямые aa и bb параллельны ( aba is parallel to b).

Доказать:

  • Прямая aa параллельна плоскости αalpha ( aαa is parallel to alpha).

Ход доказательства Для доказательства воспользуемся методом от противного.

  1. Предположение:
    Допустим, что прямая aa не параллельна плоскости αalpha. Поскольку прямая не лежит в плоскости, это означает, что она должна пересекать плоскость αalpha в некоторой точке Mcap M. Анализ взаимного расположения:
    Прямые aa и bb по условию параллельны. Согласно аксиомам стереометрии, через две параллельные прямые можно провести плоскость, и притом только одну. Назовем эту плоскость βbeta. Поиск точки пересечения:
    Так как точка Mcap M принадлежит прямой aa, а прямая aa лежит в плоскости βbeta, то точка Mcap M также принадлежит плоскости βbeta.
    По нашему предположению точка Mcap M также принадлежит плоскости αalpha. Следовательно, точка Mcap M лежит на линии пересечения плоскостей αalpha и βbeta. Линия пересечения плоскостей:
    По условию прямая bb лежит в плоскости αalpha. Также она лежит в плоскости βbeta (по построению плоскости βbeta). Значит, прямая bb и есть линия пересечения плоскостей αalpha и βbeta. Возникновение противоречия:
    Из пунктов 3 и 4 следует, что точка Mcap M должна лежать на прямой bb.
    Таким образом, получается, что прямые aa и bb имеют общую точку Mcap M. Однако по условию aba is parallel to b, а параллельные прямые по определению не имеют общих точек. Вывод:
    Мы пришли к противоречию. Следовательно, наше предположение о том, что прямая aa пересекает плоскость αalpha, было неверным. Значит, прямая aa параллельна плоскости αalpha.

Теорема доказана. Я могу составить для вас аналогичное доказательство для признака параллельности двух плоскостей или разобрать решение типовой задачи на эту тему. Хотите, чтобы я подготовил практический пример?

Форма ответа

Ваш аватар