Для доказательства этого утверждения воспользуемся аксиомами стереометрии. Пусть даны три прямые , которые попарно пересекаются. Это означает, что:
- Прямые и пересекаются в точке . Прямые и пересекаются в точке . Прямые и пересекаются в точке .
Рассмотрим два возможных случая расположения этих точек пересечения. Случай 1: Все точки пересечения совпадают Если , то существует одна общая точка , через которую проходят все три прямые. В этом случае условие задачи выполняется: прямые имеют общую точку. При этом они не обязательно лежат в одной плоскости (они могут образовывать "ежа" в пространстве, как три ребра куба, исходящие из одной вершины). Случай 2: Точки пересечения не совпадают Пусть хотя бы две точки пересечения различны (например, ).
- Определение плоскости: Прямые и пересекаются в точке . Согласно аксиоме стереометрии, через две пересекающиеся прямые можно провести плоскость, и притом только одну. Назовем эту плоскость . Принадлежность точек плоскости:
- Так как прямая лежит в плоскости , то точка (точка пересечения и ) также лежит в плоскости . Так как прямая лежит в плоскости , то точка (точка пересечения и ) также лежит в плоскости .
Итоговое заключение Мы рассмотрели все варианты:
- Если точки пересечения сливаются в одну, то прямые имеют общую точку.
- Если точки пересечения различны, то прямые лежат в одной плоскости.
Что и требовалось доказать. Хотите, чтобы я оформил это доказательство в виде краткой таблицы для удобства записи в тетрадь?