Сергей Александрович Лазарев

Группа 401 "Математика"

16.01.2023

Тема занятия: "Свойства параллельных плоскостей"

Свойство 1

Если две параллельные плоскости пересечены третьей, то линии их пересечения параллельны.

Доказательство

Пусть даны параллельные плоскости и и плоскость , которая пересекает плоскости и по прямым а и b соответственно (Рис. 1.).

Рис. 1.

Прямые а и b лежат в одной плоскости, а именно в плоскости γ. Докажем, что прямые а и b не пересекаются.

Если бы прямые а и b пересекались, то есть имели бы общую точку, то эта общая точка принадлежала бы двум плоскостям и , и , что невозможно, так как они параллельны по условию.

Итак, прямые а и b параллельны, что и требовалось доказать.

Свойство 2

Отрезки параллельных прямых, заключенные между параллельными плоскостями, равны.

Рис. 2.

Доказательство

Пусть даны параллельные плоскости и и параллельные прямые АВ и СD, которые пересекают эти плоскости (Рис. 2.). Докажем, что отрезки АВ и СD равны.

Две параллельные прямые АВ и СD образуют единственную плоскость γ, γ = АВDС. Плоскость γ пересекает параллельные плоскости и по параллельным прямым (по первому свойству). Значит, прямые АС и ВD параллельны.

Прямые АВ и СD также параллельны (по условию). Значит, четырехугольник АВDС – параллелограмм, так как его противоположные стороны попарно параллельны.

Из свойств параллелограмма следует, что отрезки АВ и СD равны, что и требовалось доказать.

Свойство 3

Параллельные плоскости рассекают стороны угла на пропорциональные части.

Доказательство

Пусть нам даны параллельные плоскости и, которые рассекают стороны угла А (Рис. 3.). Нужно доказать, что .

Рис. 3.

Параллельные плоскости и рассечены плоскостью угла А. Назовем линию пересечения плоскости угла А и плоскости – ВС, а линию пересечения плоскости угла А и плоскости – В1С1. По первому свойству, линии пересечения ВС и В1С1 параллельны.

Значит, треугольники АВС и АВ1С1 подобны. Получаем:

Свойство доказано.

Решение задач

Задача 1.

Параллельные плоскости и пересекают сторону АВ угла ВАС, соответственно, в точках А1 и А2, а сторону АС этого угла, соответственно, в точках В1 и В2 (Рис. 4.).

Найдите:

а) АА2 и АВ2, если А1А2=2А1А=12 см, АВ1=5 см.

б) А2В2 и АА2, если А1В1=18 см. АА1=24 см, .

Рис. 4.

Решение:

а) Пусть А1А = k, тогда по условию длина А1А2=2k =12 см., следовательно, k =6 см. Тогда отрезок АА2=3k=3∙6=18, т.е. АА2=18 см.

Две параллельные плоскости и рассечены плоскостью угла ВАС. Из первого свойства следует, что прямые А1В1 и А2В2 параллельны. Значит, треугольники АА2В2 и АА1В1 подобны по двум углам (угол ВАС общий, углы АА1В1 и АА2В2 равны). Из подобия имеем:

см.

Ответ: АА2 = 18 см, АВ2 = 15 см.

б) Пусть А1А2 = k, тогда длина отрезка , по условию. Длина отрезка АА2 состоит из длин двух отрезков: АА2=АА1+ А1А2, т.е. получаем уравнение относительно к: