Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Объясните, почему две прямые, перпендикулярные к третьей, не пересекаются

—>Просмотров : 5228 | —>Добавил : AlaEva (31.10.2018) (Изменено: 31.10.2018)

Всего ответов: 5
Обсуждение вопроса:

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Если считать, что прямая, которая перпендикулярна двум другим — секущая, то можно использовать теоремы о параллельности прямых.

Теорема: Если соответственные углы равны, то прямые параллельны.

1. Так как секущая перпендикулярна прямым, то угол между прямой и секущей равен 90°.
2. Так как угол между секущей и первой прямой равен 90°, и угол между секущей и второй прямой равен тоже 90°, следовательно соответственные углы равны.
3. Если соответственные углы равны, следовательно, прямые параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Это один из признаков параллельности прямых — если перпендикулярны третьей, то они параллельны между собой, а параллельные прямые никогда не пересекаются.

Для доказательства этой теоремы обычно используют метод от противного, то есть предполагают, что две прямые пересекаются и при этом перпендикулярны третьей. Тогда получается, что отрезки между точками пересечения таких прямых будут вершинами треугольника, у которого два угла оказываются прямыми, а именно равными 90°. Как мы знаем, сумма углов любого треугольника равна 180°, но два угла по 90° уже дают в сумме 180° и значит такой треугольник не может существовать. Отсюда вывод — такие прямые не пересекаются, то есть параллельные.

Видео:Теорема 13.1. Две прямые, перпендикулярные третьей прямой, параллельны || Геометрия 7 класс ||Скачать

Теорема 13.1. Две прямые, перпендикулярные третьей прямой, параллельны || Геометрия 7 класс ||

Параллельные прямые — определение и вычисление с примерами решения

Содержание:

Параллельные прямые:

Ранее мы уже дали определение параллельных прямых.

Напомним, что две прямые на плоскости называются параллельными, если они не пересекаются.

Например, если две прямые a и b плоскости перпендикулярны прямой c этой плоскости, то они не пересекаются, т. е. параллельны (рис. 85, а). Этот факт нами был доказан как следствие из теоремы о существовании и единственности перпендикуляра, проведенного из точки к данной прямой.

Два отрезка называются параллельными, если они лежат на параллельных прямых.

Отрезок называется параллельным прямой, если он лежит на прямой, параллельной данной прямой.

Например, на рисунке 85, B изображены параллельные отрезки АВ и СD (параллельность отрезков АВ и СD обозначается следующим образом: АВ Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны). Отрезки ЕF и АВ не параллельны (это обозначается так: ЕF Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Аналогично определяется параллельность двух лучей, отрезка и прямой, луча и прямой, а также отрезка и луча. Например, на рисунке 85, в изображены отрезок PQ, параллельный прямой l, и отрезок ТК, параллельный лучу СD.

Видео:Геометрия. 7 класс. Теоремы. Т2. Теорема о двух прямых, перпендикулярных к третьей.Скачать

Геометрия. 7 класс. Теоремы. Т2. Теорема о двух прямых, перпендикулярных к третьей.

Определения параллельных прямых

На рисунке 10 прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныимеют общую точку М. Точка А принадлежит прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, но не принадлежит прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Говорят, что прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпересекаются в точке М.
Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Это можно записать так: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— знак принадлежности точки прямой, «Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны» — знак пересечения геометрических фигур.

На плоскости две прямые могут либо пересекаться, либо не пересекаться. Прямые на плоскости, которые не пересекаются, называются параллельными. Если прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпараллельны (рис. 11, с. 11), то пишут Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Две прямые, которые при пересечении образуют прямой угол, называются перпендикулярными прямыми. Если прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныперпендикулярны (рис. 12), то пишут Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

ВАЖНО!

Совпадающие прямые будем считать одной прямой. Поэтому, если сказано «даны две прямые», это означает, что даны две различные несовпадающие прямые. Это касается также точек, лучей, отрезков и других фигур.

Есть два способа практического сравнения длин отрезков, а также величин углов: 1) наложение; 2) сравнение результатов измерения. Оба способа являются приближенными. В геометрии отрезки и углы могут быть равны, если это дано по условию либо следует из условия на основании логических рассуждений.

Признаки параллельности двух прямых

Прямая c называется секущей по отношению к прямым a и b, если она пересекает каждую из них в различных точках.

При пересечении прямых а и b секущей с образуется восемь углов, которые на рисунке 86, а обозначены цифрами. Некоторые пары этих углов имеют специальное название:

  1. углы 3 и 5, 4 и 6 называются внутренними накрест лежащими;
  2. углы 4 и 5, 3 и 6 называются внутренними односторонними;
  3. углы 1 и 5, 4 и 8, 2 и 6, 3 и 7 называются соответственными.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Рассмотрим признаки параллельности двух прямых.

Теорема 1 (признак параллельности прямых по равенству внутренних накрест лежащих углов). Если при пересечении двух прямых секущей внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны.

  1. Пусть при пересечении прямых а и b секущей АВ внутренние накрест лежащие углы 1 и 2 равны (рис. 86, б). Докажем, что аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.
  2. Если Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 90°, то а Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАВ и b Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАВ. Отсюда в силу теоремы 1 (глава 3, § 2) следует, что аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.
  3. Если Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны90°, то из середины О отрезка АВ проведем отрезок ОF Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныa.
  4. На прямой b отложим отрезок ВF1 = АF и проведем отрезок ОF1.
  5. Заметим, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныОFА = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныОF1В по двум сторонам и углу между ними (АО = ВО, АF= BF1 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2). Из равенства этих треугольников следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныЗ = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны5 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6.
  6. Так как Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4, а точки А, В и О лежат на одной прямой, то точки F1, F и О также лежат на одной прямой.
  7. Из равенства Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны5 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6 следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6 = 90°. Получаем, что а Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныFF1 и b Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныFF1, а аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.

Например, пусть прямая l проходит через точку F, принадлежащую стороне АС треугольника АВС, так, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 равен углу ВАС. Тогда сторона АВ параллельна прямой l, так как по теореме 1 данного параграфа прямые АВ и l параллельны (рис. 86, в).

Теорема 2 (признак параллельности прямых по равенству соответственных углов). Если при пересечении двух прямых секущей соответственные углы равны, то прямые параллельны.

1) Пусть при пересечении прямых а и b секущей с соответственные углы равны, например Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2. Докажем, что прямые a и b параллельны (рис. 87, а).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
2) Заметим, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 как вертикальные углы.

3) Из равенств Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3. А поскольку углы 1 и 3 являются внутренними накрест лежащими углами, образованными при пересечении прямых a и b секущей с, то в силу теоремы 1 получаем, что аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.

Например, пусть прямая l пересекает стороны AB и АС треугольника ABC в точках О и F соответственно и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныAOF = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныABC. Тогда сторона ВС параллельна прямой l, так как по теореме 2 прямые l и ВС параллельны (рис. 87, б).

Теорема 3 (признак параллельности прямых по сумме градусных мер внутренних односторонних углов). Если, при пересечении двух прямых секущей сумма градусных мер внутренних односторонних углов равна 180°, то прямые параллельны.

  1. Пусть при пересечении двух прямых а и b секущей с сумма градусных мер внутренних односторонних углов равна 180°, например Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180° (рис. 87, в).
  2. Заметим, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180°, так как углы 3 и 2 являются смежными.
  3. Из равенств Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныl + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180° и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180° следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3.
  4. Поскольку равны внутренние накрест лежащие углы 1 и 3, то прямые а и b параллельны.

Аксиома параллельных прямых

Как уже отмечалось, при доказательстве теорем опираются на уже доказанные теоремы и некоторые исходные утверждения, которые называются аксиомами. Познакомимся еще с одной аксиомой, имеющей важное значение для дальнейшего построения геометрии.

Пусть в плоскости дана прямая а и не лежащая на ней произвольная точка О. Можно доказать, что через точку О в этой плоскости проходит прямая, параллельная прямой а. Действительно, проведем через точку О прямую с, перпендикулярную прямой a, затем прямую b, перпендикулярную прямой с. Так как прямые а и b перпендикулярны прямой с, то они не пересекаются, т. е. параллельны (рис. 92). Следовательно, через точку O Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныa проходит прямая b, параллельная прямой а. Возникает вопрос: сколько можно провести через точку О прямых, параллельных прямой а? Ответ на него не является очевидным. Оказывается, что утверждение о единственности прямой, проходящей через данную точку и параллельной прямой, не может быть доказано на основании остальных аксиом Евклида и само является аксиомой.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Большой вклад в решение этого вопроса внес русский математик Н. И. Лобачевский (1792—1856).

Таким образом, в качестве одной из аксиом принимается аксиома параллельных прямых, которая формулируется следующим образом.

Аксиома параллельных прямых. Через точку, не лежащую на данной прямой, проходит только одна прямая, параллельная данной.

Непосредственно из аксиомы параллельны х прямых в качестве следствий получаем следующие теоремы.

Теорема 1. Если две прямые параллельны третьей прямой, то они параллельны.

Пусть прямые а и b параллельны прямой с. Докажем, что аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb (рис. 93, а). Проведем доказательство этой теоремы методом от противного. Предположим, что верно утверждение, противоположное утверждению теоремы, т. е. допустим, что прямые а и b не параллельны, а, значит, пересекаются в некоторой точке О. Тогда через точку О проходят две прямые а и b, параллельные прямой с, что противоречит аксиоме параллельных прямых. Таким образом, наше предположение неверно, а, следовательно, прямые а и b параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Например, пусть прямые а и b пересекают сторону треугольника FDС так, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныF и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныF (рис. 93, б). Тогда прямые а и b параллельны прямой FD, а, следовательно, аДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.

Теорема 2. Пусть три прямые лежат в плоскости. Если прямая пересекает одну из параллельных прямых, то она пересекает и другую прямую.

Пусть прямые а и b параллельны, а прямая с пересекает прямую а в точке О (рис. 94, а). Докажем, что прямая с пересекает прямую b. Проведем доказательство методом от противного. Допустим, что прямая с не пересекает прямую b. Тогда через точку О проходят две прямые а и с, не пересекающие прямую b, т. е. параллельные ей (рис. 94, б). Но это противоречит аксиоме параллельных прямых. Следовательно, наше предположение неверно и прямая с пересекает прямую b.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Обратные теоремы

В формулировке любой теоремы можно выделить две ее части: условие и заключение. Условие теоремы — это то, что дано, а заключение — то, что требуется доказать. Например, рассмотрим признак параллельности прямых: если при пересечении двух прямых секущей внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны. В этой теореме условием является первая часть утверждения: при пересечении двух прямых секущей внутренние накрест лежащие углы равны (это дано), а заключением — вторая часть: прямые параллельны (это требуется доказать).

Теоремой, обратной данной, называется такая теорема, в которой условием является заключение данной теоремы, а заключением — условие данной теоремы.

Теперь докажем теоремы, обратные признакам параллельности прямых.

Теорема 3 (о равенстве внутренних накрест лежащих углов). Если две параллельные прямые пересечены секущей, то внутренние накрест лежащие углы равны.

1) Пусть параллельные прямые а и b пересечены секущей (рис. 95, а). Докажем, что внутренние накрест лежащие углы, например 1 и 2, равны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

2) Доказательство теоремы проведем методом от противного. Допустим, что углы 1 и 2 не равны. Отложим угол QАВ, равный углу 2, так, чтобы угол QАВ и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 были внутренними накрест лежащими при пересечении прямых AQ и b секущей АВ.

3) По построению накрест лежащие углы QАВ и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 равны, поэтому по признаку параллельности прямых следует, что AQ Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb. Таким образом, получаем, что через точку А проходят две прямые AQ и а, параллельные прямой b, а это противоречит аксиоме параллельных прямых. Следовательно, наше предположение неверно, а, значит, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2.

Например, пусть прямая l параллельна стороне ВС треугольника АВС (рис. 95, б). Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныB как внутренние накрест лежащие углы, образованные при пересечении параллельных прямых l и ВС секущей АВ.

Теорема 4 (о равенстве соответственных углов). Если две параллельные прямые пересечены секущей, то соответственные углы равны.

  1. Пусть параллельные прямые а и b пересечены секущей с. Докажем, что соответственные углы, например 1 и 2, равны (рис. 96, а).
  2. Так как прямые а и b параллельны, то по теореме 3 данного параграфа накрест лежащие углы 1 и 3 равны, т. е. Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3. Кроме того, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3, так как они вертикальные.
  3. Из равенств Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Например, пусть прямая l параллельна биссектрисе AF треугольника ABC (рис. 96, б), тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAF. Действительно, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныFAC равны как соответственные углы, a Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныFAC = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAF, так как AF — биссектриса.

Теорема 5 (о свойстве внутренних односторонних углов). Если две параллельные прямые пересечены секущей, то сумма градусных мер внутренних односторонних углов равна 180°.

1) Пусть параллельные прямые а и b пересечены секущей с. Докажем, например, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180° (рис. 97, а).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

2) Так как прямые а и b параллельны, то по теореме 4 справедливо равенство Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3.

3) Углы 2 и 3 смежные, следовательно, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3= 180°.

4) Из равенств Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны= Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 = 180° следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180°.

Например, пусть отрезок FT параллелен стороне АВ треугольника ABC (рис. 97, б). Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAF + Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныTFA = 180°.

Заметим, если доказана какая-либо теорема, то отсюда еще не следует, что обратная теорема верна. Например, известно, что вертикальные углы равны, но если углы равны, то отсюда не вытекает, что они являются вертикальными.

Пример №1

Докажите, что если прямая перпендикулярна одной из параллельных прямых, то она перпендикулярна и другой прямой.

1) Пусть прямые а и b параллельны и сДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныа (рис. 98).

2) Так как прямая с пересекает прямую а, то она пересекает и прямую b.

3) При пересечении параллельных прямых а и b секущей с образуются равные внутренние накрест лежащие углы 1 и 2.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Так как Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = 90°, то и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = 90°, а, значит, сДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныb.

Что и требовалось доказать.

Видео:Параллельные прямые | Математика | TutorOnlineСкачать

Параллельные прямые | Математика | TutorOnline

Параллельность прямых на плоскости

Параллельность прямых — одно из основных понятий геометрии. Параллельность часто встречается в жизни. Посмотрев вокруг, можно убедиться, что мы живем в мире параллельных линий. Это края парты, столбы вдоль дороги, полоски «зебры» на пешеходном переходе.

Две прямые, перпендикулярные третьей

Определение. Две прямые называются параллельными, если они лежат в одной плоскости и не пересекаются.

Лучи и отрезки называются параллельными, если они лежат на параллельных прямых. Если прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпараллельны, то есть Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 160), то параллельны отрезки АВ и МК, отрезок МК и прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, лучи АВ и КМ.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Вы уже знаете теорему о параллельных прямых на плоскости: «Две прямые, перпендикулярные третьей, параллельны между собой». Другими словами, если Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 161).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Данная теорема позволяет решить две важные практические задачи.

Первая задача заключается в проведении нескольких параллельных прямых.

Пусть дана прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 162). При помощи чертежного треугольника строят прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, перпендикулярную прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Затем сдвигают треугольник вдоль прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи строят другую перпендикулярную прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, затем — третью прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи т. д. Поскольку прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныперпендикулярны одной прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то из указанной теоремы следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Вторая задача — проведение прямой, параллельной данной и проходящей через точку, не лежащую на данной прямой.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

По рисунку 163 объясните процесс проведения прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, параллельной прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи проходящей через точку К.

Из построения следует: так как Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Решение второй задачи доказывает теорему о существовании прямой, параллельной данной, которая гласит:

Через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести прямую, параллельную данной.

Накрест лежащие, соответственные и односторонние углы

При пересечении двух прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельнытретьей прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, которая называется секущей, образуется 8 углов (рис. 164).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Некоторые пары этих углов имеют специальные названия:

  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны5,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6 — внутренние накрест лежащие углы;
  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны8,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны7 — внешние накрест лежащие углы;
  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны7,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны5,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны8 — соответственные углы;
  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны6,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны5 — внутренние односторонние углы;
  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны7,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны8 — внешние односторонние углы.

На рисунке 165 отмечены углы 1 и 2. Они являются внутренними накрест лежащими углами при прямых ВС и AD и секущей BD. В этом легко убедиться, продлив отрезки ВС, AD и BD.
Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Признаки параллельности прямых

С указанными парами углов связаны следующие признаки параллельности прямых.

Теорема (первый признак параллельности прямых). Если при пересечении двух прямых секущей внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— данные прямые, АВ — секущая, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 (рис. 166).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Доказательство:

Из середины М отрезка АВ опустим перпендикуляр МК на прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи продлим его до пересечения с прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныв точке N. Треугольники ВКМ и ANM равны по стороне и двум прилежащим к ней углам (АМ = МВ, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 по условию, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBMK =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныAMN как вертикальные). Из равенства треугольников следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныANM =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBKM = 90°. Тогда прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныперпендикулярны прямой NK. А так как две прямые, перпендикулярные третьей, параллельны между собой, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Теорема (второй признак параллельности прямых). Если при пересечении двух прямых секущей соответственные углы равны, то прямые параллельны.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 (рис. 167).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Доказательство:

Углы 1 и 3 равны как вертикальные. А так как углы 1 и 2 равны по условию, то углы 2 и 3 равны между собой. Но углы 2 и 3 — внутренние накрест лежащие при прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи секущей Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. А мы знаем, что если внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны. Значит, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Теорема доказана.

Теорема (третий признак параллельности прямых). Если при пересечении двух прямых секущей сумма внутренних односторонних углов равна 180°, то прямые параллельны.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныl +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180° (рис. 168).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Доказательство:

Углы 1 и 3 — смежные, поэтому их сумма равна 180°. А так как сумма углов 1 и 2 равна 180° по условию, то углы 2 и 3 равны между собой. Но углы 2 и 3 — внутренние накрест лежащие при прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи секущей Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. А мы знаем, что если внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны. Значит, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Теорема доказана.

Пример №2

Доказать, что если отрезки AD и ВС пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то прямые АВ и CD параллельны.

Доказательство:

Пусть О — точка пересечения отрезков AD и ВС (рис. 169).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Треугольники АОВ и DOC равны по двум сторонам и углу между ними (Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныAOB = Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныDOC как вертикальные, ВО = ОС, АО = OD по условию). Из равенства треугольников следует, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAO=Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныCDO. Так как эти углы — накрест лежащие при прямых АВ и CD и секущей AD, то АВ || CD по признаку параллельности прямых.

Пример №3

На биссектрисе угла ВАС взята точка К, а на стороне АС — точка D, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAK = 26°, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныADK = 128°. Доказать, что отрезок KD параллелен лучу АВ.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказательство:

Так как АК — биссектриса угла ВАС (рис. 170), то

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAC = 2 •Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAK = 2 • 26° = 52°.

Углы ADK и ВАС — внутренние односторонние при прямых KD и ВА и секущей АС. А поскольку Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныADK +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAC = 128° + 52° = 180°, то KD || АВ по признаку параллельности прямых.

Пример №4

Биссектриса ВС угла ABD отсекает на прямой а отрезок АС, равный отрезку АВ. Доказать, что прямые а и b параллельны (рис. 171).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказательство:

Так как ВС — биссектриса угла ABD, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1=Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2. Так как Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAC равнобедренный (АВ=АС по условию), то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 как углы при основании равнобедренного треугольника. Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3. Но углы 2 и 3 являются накрест лежащими при прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи секущей ВС. А если накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны. Следовательно, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны||Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Реальная геометрия

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

На рисунке 184 изображен электронный угломер — инструмент для нанесения параллельных линий на рейке или доске. Прибор состоит из двух частей, скрепленных винтом. Одна часть неподвижная, она прижимается к доске, а другая поворачивается на необходимый угол, градусная мера которого отражается на экране угломера. Зажав винт, закрепляют нужный угол. Сдвинув неподвижную часть угломера вдоль доски, наносят новую линию разметки. Так получают параллельные линии, по которым затем распиливают доску.

Аксиома параллельных прямых

Вы уже знаете, что на плоскости через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести прямую, параллельную данной (см. § 15). Из пятого постулата Евклида (постулат — аксиоматическое предположение) следует, что такая прямая — единственная.

На протяжении двух тысячелетий вокруг утверждения о единственности параллельной прямой разыгрывалась захватывающая и драматичная история! Со времен Древней Греции математики спорили о том, можно доказать пятый постулат Евклида или нет. То есть это теорема или аксиома?

В конце концов работы русского математика Н. И. Лобачевского (1792—1856) позволили выяснить, что доказать пятый постулат нельзя. Поэтому это утверждение является аксиомой.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Аксиома параллельных прямых. Через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести только одну прямую, параллельную данной.

Если прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпроходит через точку М и параллельна прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 186), то любая другая прямая, проходящая через точку М, будет пересекаться с прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныв некоторой точке, пусть и достаточно удаленной.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Поиски доказательства пятого постулата Евклида привели к развитию математики и физики, к пересмотру научных представлений о геометрии Вселенной. Решая проблему пятого постулата, Лобачевский создал новую геометрию, с новыми аксиомами, теоремами, отличающуюся от геометрии Евклида, которая теперь так и называется — геометрия Лобачевского.

Вы уже знаете, что на плоскости две прямые, перпендикулярные третьей, параллельны между собой. А если две прямые параллельны третьей прямой, то что можно сказать про первые две прямые? На этот вопрос отвечает следующая теорема.

Теорема (о двух прямых, параллельных третьей). На плоскости две прямые, параллельные третьей, параллельны между собой.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны||Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 187).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны||Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Доказательство:

Предположим, что прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныне параллельны. Тогда они пересекаются в некоторой точке М. Поэтому через точку М будут проходить две прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, параллельные третьей прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. А это противоречит аксиоме параллельных прямых. Значит, наше предположение неверно и Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны||Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Теорема доказана.

Метод доказательства «от противного»

При доказательстве теоремы о двух прямых, параллельных третьей, мы применили метод доказательства от противного (то есть «от противоположного»). Суть его в следующем. Утверждение любой теоремы делится на условие — то, что в теореме дано, и заключение — то, что нужно доказать.

В доказанной выше теореме условие: «Каждая из двух прямых параллельна третьей прямой», а заключение: «Эти две прямые параллельны между собой».

Используя метод от противного, предполагают, что из данного условия теоремы следует утверждение, противоположное (противное) заключению теоремы. Если при сделанном предположении путем логических рассуждений приходят к какому-либо утверждению, противоречащему аксиомам или ранее доказанным теоремам, то сделанное предположение считается неверным, а верным — ему противоположное.

В доказательстве нашей теоремы мы предположили, что эти две прямые не параллельны, а пересекаются в точке. И пришли к выводу, что тогда нарушается аксиома параллельных прямых. Следовательно, наше предположение о пересечении прямых не верно, а верно ему противоположное: прямые не пересекаются, то есть параллельны.

Методом от противного ранее была доказана теорема о двух прямых, перпендикулярных третьей.

Данный метод является очень мощным логическим инструментом доказательства. Причем не только в геометрии, но и в любом аргументированном споре.

Теорема. Если на плоскости прямая пересекает одну из двух параллельных прямых, то она пересекает и другую прямую.

Пример №5

На рисунке 188 Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны4. Доказать, что Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказательство:

Так как накрест лежащие углы 1 и 2 равны, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпо признаку параллельности прямых. Так как соответственные углы 3 и 4 равны, то по признаку параллельности прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Так как Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпо теореме о двух прямых, параллельных третьей.

Пример №6

Доказать, что если сумма внутренних односторонних углов при двух данных прямых и секущей меньше 180°, то эти прямые пересекаются.

Доказательство:

Пусть Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— данные прямые, АВ — их секущая, сумма углов 1 и 2 меньше 180° (рис. 189).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Отложим от луча АВ угол 3, который в сумме с углом 1 дает 180°. Получим прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, которая параллельна прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпо признаку параллельности прямых. Если предположить, что прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныне пересекаются, а, значит, параллельны, то через точку А будут проходить две прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, которые параллельны прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Это противоречит аксиоме параллельных прямых. Следовательно, прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпересекаются.

Свойства параллельных прямых

Вы знаете, что если две прямые пересечены секущей и накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны. Это признак параллельности прямых. Обратное утверждение звучит так: «Если две прямые параллельны и пересечены секущей, то накрест лежащие углы равны». Это утверждение верно, и оно выражает свойство параллельных прямых. Докажем его и два других свойства для соответственных и односторонних углов.

Теорема (о свойстве накрест лежащих углов при параллельных прямых и секущей). Если две параллельные прямые пересечены секущей, то внутренние накрест лежащие углы равны.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, АВ — секущая,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 — внутренние накрест лежащие (рис. 195).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2.

Доказательство:

Предположим, чтоДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2. Отложим от луча ВА угол 3, равный углу 2. Так как внутренние накрест лежащие углы 2 и 3 равны, то Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпо признаку параллельности прямых. Получили, что через точку В проходят две прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, параллельные прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. А это невозможно по аксиоме параллельных прямых. Следовательно, наше предположение неверно иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2. Теорема доказана.

Теорема (о свойстве соответственных углов при параллельных прямых и секущей). Если две параллельные прямые пересечены секущей, то соответственные углы равны.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— секущая,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 — соответственные (рис. 196).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать:Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2.

Доказательство:

Углы 1 и 3 равны как накрест лежащие при параллельных прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Углы 2 и 3 равны как вертикальные. Следовательно,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2. Теорема доказана.

Теорема (о свойстве односторонних углов при параллельных прямых и секущей).

Если две параллельные прямые пересечены секущей, то сумма внутренних односторонних углов равна 180°.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— секущая,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 иДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 — внутренние односторонние (рис. 197).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказать:Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныl +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180°.

Доказательство:

Углы 2 и 3 — смежные. По свойству смежных углов Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 = 180°. По свойству параллельных прямыхДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныl =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3 как накрест лежащие. Следовательно,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныl +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 180°. Теорема доказана.

Следствие.

Прямая, перпендикулярная одной из двух параллельных прямых, перпендикулярна и другой прямой.

На рисунке 198 Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, т. е.Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 = 90°. Согласно следствию Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, т. е.Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 = 90°.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказанные нами теоремы о свойствах углов при двух параллельных прямых и секущей являются обратными признакам параллельности прямых.

Чтобы не путать признаки и свойства параллельных прямых, нужно помнить следующее:

  • а) если ссылаются на признак параллельности прямых, то требуется доказать параллельность некоторых прямых;
  • б) если ссылаются на свойство параллельных прямых, то параллельные прямые даны, и нужно воспользоваться каким-то их свойством.

Пример №7

Доказать, что если отрезки АВ и CD равны и параллельны, а отрезки AD и ВС пересекаются в точке О, то треугольники АОВ и DOC равны.

Доказательство:

Углы BAD и CD А равны как накрест лежащие при параллельных прямых АВ и CD и секущей AD (рис. 199).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Углы ABC и DCB равны как накрест лежащие при параллельных прямых АВ и CD и секущей ВС. Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАОВ =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныDOC по стороне и двум прилежащим к ней углам. Что и требовалось доказать.

Пример №8

Доказать, что отрезки параллельных прямых, заключенные между двумя другими пересекающими их параллельными прямыми, равны между собой.

Доказательство:

Пусть АВ || CD, ВС || AD (рис. 200).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Докажем, что АВ = CD, ВС=AD. Проведем отрезок BD. У треугольников ABD и CDB сторона BD — общая,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныABD =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныCDB как накрест лежащие при параллельных прямых АВ и CD и секущей BD,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныADB =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныCBD как накрест лежащие при параллельных прямых ВС и AD и секущей BD. Тогда треугольники равны по стороне и двум прилежащим к ней углам. Из равенства треугольников следует, что AB=CD, BC=AD. Что и требовалось доказать.

Геометрия 3D

Две плоскости называются параллельными, если они не имеют общих точек (не пересекаются).

Если плоскости Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныпараллельны, то пишут: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(рис. 211).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Существует еще один вид многогранников — призмы (рис. 212). У призмы две грани (основания) — равные многоугольники, которые лежат в параллельных плоскостях, а остальные грани (боковые) — параллелограммы (задача 137).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

У прямой призмы боковые грани — прямоугольники, боковые ребра перпендикулярны плоскостям оснований и равны между собой. На рисунке 212 изображены треугольная и четырехугольная прямые призмы. У них параллельны плоскости верхней и нижней граней.

Углы с соответственно параллельными и соответственно перпендикулярными сторонами

Теорема (об углах с соответственно параллельными сторонами).

Углы с соответственно параллельными сторонами или равны (если оба острые или оба тупые), или в сумме составляют 180° (если один острый, а другой тупой).

1) Острые углы 1 и 2 (рис. 213, а) — это углы с соответственно параллельными сторонами. Используя рисунок, докажите самостоятельно, что углы 1 и 2 равны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

2) Острый угол 1 и тупой угол 2 (рис. 213, б) — это углы с соответственно параллельными сторонами. Используя этот рисунок и результат пункта 1), докажите, что сумма углов 1 и 2 равна 180°.

Теорема (об углах с соответственно перпендикулярными сторонами).

Углы с соответственно перпендикулярными сторонами или равны (если оба острые или оба тупые), или в сумме составляют 180° (если один острый, а другой тупой).

Доказательство:

1) Острые углы 1 и 2 — это углы с соответственно перпендикулярными сторонами (рис. 214, а). Построим острый угол 3 в вершине угла 1, стороны которого параллельны сторонам угла 2. Стороны угла 3 перпендикулярны сторонам угла 1 (прямая, перпендикулярная одной из параллельных прямых, перпендикулярна и другой прямой). По предыдущей теоремеДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3. Поскольку угол 1 и угол 3 дополняют угол 4 до 90°, тоДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны3. Значит,Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны1 =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны2.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

2) Острый угол 1 и тупой угол 2 — это углы с соответственно перпендикулярными сторонами (рис. 214, б). Используя этот рисунок и результат пункта 1), докажите самостоятельно, что сумма углов 1 и 2 равна 180°.

Запомнить:

  1. Признаки параллельности прямых: «Если при пересечении двух прямых секущей накрест лежащие углы равны, или соответственные углы равны, или сумма односторонних углов равна 180°, то прямые параллельны».
  2. Свойства параллельных прямых: «Если две параллельные прямые пересечены секущей, то накрест лежащие углы равны, соответственные углы равны и сумма односторонних углов равна 180°».
  3. На плоскости две прямые, перпендикулярные третьей, параллельны между собой.
  4. На плоскости две прямые, параллельные третьей, параллельны между собой.
  5. Прямая, перпендикулярная одной из двух параллельных прямых, будет перпендикулярна и другой прямой.
  6. Углы с соответственно параллельными сторонами или равны, или в сумме составляют 180°.
  7. Углы с соответственно перпендикулярными сторонами или равны, или в сумме составляют 180°.

Расстояние между параллельными прямыми

Определение. Расстоянием между параллельными прямыми называется расстояние от точки одной из этих прямых до другой прямой.

Если Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи АВДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то расстояние между прямыми Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныравно длине перпендикуляра АВ (рис. 284). Это расстояние будет наименьшим из всех расстояний от точки А до точек прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Следующая теорема гарантирует, что расстояния от всех точек одной из параллельных прямых до другой прямой равны между собой.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Теорема (о расстоянии между параллельными прямыми).

Все точки каждой из двух параллельных прямых равноудалены от другой прямой.

Дано: Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, А Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, С Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, АВДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, CDДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Доказать: АВ = CD (рис. 285).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказательство:

Проведем отрезок AD. Углы CAD и BDA равны как внутренние накрест лежащие при параллельных прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи секущей AD. Прямоугольные треугольники ABD и ACD равны по гипотенузе (AD — общая) и острому углу (Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныCAD =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBDA). Откуда АВ = CD. Теорема доказана.

Следствие.

Все точки, лежащие в одной полуплоскости относительно данной прямой и равноудаленные от этой прямой, лежат на прямой, параллельной данной.

Доказательство:

Пусть перпендикуляры АВ и CD к прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныравны (см. рис. 285). Прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, проходящая через точку А параллельно прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, будет пересекать луч DC в некоторой точке С1. По теореме о расстоянии между параллельными прямыми C1D = АВ. Но CD = AB по условию. Значит, точка С совпадает с точкой С1 и лежит на прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, которая параллельна прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Утверждение доказано.

В силу того что прямая, перпендикулярная к одной из двух параллельных прямых, будет перпендикулярна и к другой прямой, перпендикуляр АВ к прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныбудет перпендикуляром и к прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны(см. рис. 285). Поэтому такой перпендикуляр называют общим перпендикуляром двух параллельных прямых.

Пример №9

В четырехугольнике ABCD АВ || CD, AD || ВС, АВ = 32 см, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныADC=150°. Найти расстояние между прямыми AD и ВС.

Решение:

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAD +Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныADC = 180° как сумма внутренних односторонних углов при параллельных прямых АВ и CD и секущей AD (рис. 286).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныBAD = 180°- 150° = 30°.

Расстояние между параллельными прямыми измеряется длиной перпендикуляра, опущенного из любой точки одной из прямых на другую прямую. Опустим перпендикуляр ВН на прямую AD. В прямоугольном треугольнике АВН катет ВН лежит против угла в 30°. Поэтому он равен половине гипотенузы. Значит, ВН =Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАВ = 16 см.

Пример №10

Найти геометрическое место точек, равноудаленных от двух данных параллельных прямых.

Решение:

1) Пусть Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— данные параллельные прямые (рис. 287), АВ — их общий перпендикуляр. Через середину К отрезка АВ проведем прямую Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, параллельную прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Тогда Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны|| Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. По теореме о расстоянии между параллельными прямыми все точки прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныравноудалены от прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельнына расстояние Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАВ.

2) Пусть некоторая точка М (см. рис. 287) равноудалена от прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, то есть расстояние от точки М до прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныравно Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныАВ. По следствию из теоремы о расстоянии между параллельными прямыми точки К и М лежат на прямой КМ, параллельной прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Но через точку К проходит единственная прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, параллельная Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Значит, точка М принадлежит прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

Таким образом, все точки прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныравноудалены от прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. И любая равноудаленная от них точка лежит на прямой Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Прямая Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, проходящая через середину общего перпендикуляра прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны, — искомое геометрическое место точек.

Геометрия 3D

Расстоянием между параллельными плоскостями называется длина перпендикуляра, опущенного из точки, принадлежащей одной из плоскостей, на другую плоскость (рис. 290). В вашем классе пол и потолок — части параллельных плоскостей. Расстояние между ними равно высоте классной комнаты.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Высотой прямой призмы называется расстояние между плоскостями оснований. Отрезок КК1 — перпендикуляр к плоскости ABC, равный ее высоте. У прямой призмы боковые ребра перпендикулярны плоскостям оснований. Поэтому высота призмы равна длине бокового ребра, то есть АА1 = КК1 (рис. 291).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Запомнить:

  1. Сумма углов треугольника равна 180°.
  2. Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.
  3. Катет меньше гипотенузы. Перпендикуляр меньше наклонной, проведенной из той же точки к одной прямой.
  4. Прямоугольные треугольники могут быть равны: 1) по двум катетам; 2) по катету и прилежащему острому углу; 3) по катету и противолежащему острому углу; 4) по гипотенузе и острому углу; 5) по катету и гипотенузе.
  5. Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30°, равен половине гипотенузы. Если катет равен половине гипотенузы, то он лежит против угла в 30°.
  6. В треугольнике против большей стороны лежит больший угол, а против большего угла — большая сторона.
  7. В треугольнике любая сторона меньше суммы двух других его сторон (неравенство треугольника).
  8. Любая точка биссектрисы равноудалена от сторон угла. Если точка внутри угла равноудалена от сторон угла, то она лежит на биссектрисе этого угла.
  9. Медиана прямоугольного треугольника, проведенная к гипотенузе, равна половине гипотенузы. Если в треугольнике медиана равна половине стороны, к которой она проведена, то треугольник прямоугольный.
  10. Биссектрисы треугольника пересекаются в одной точке (2-я замечательная точка).
  11. Расстояние от любой точки одной из параллельных прямых до другой прямой есть величина постоянная.

Справочный материал по параллельным прямым

Параллельные прямые

  • ✓ Две прямые называют параллельными, если они не пересекаются.
  • ✓ Основное свойство параллельных прямых (аксиома параллельности прямых). Через точку, не лежащую на данной прямой, проходит только одна прямая, параллельная данной.
  • ✓ Две прямые, перпендикулярные третьей прямой, параллельны.
  • ✓ Если две прямые параллельны третьей прямой, то они параллельны.
  • ✓ Расстоянием между двумя параллельными прямыми называют расстояние от любой точки одной из прямых до другой прямой.

Признаки параллельности двух прямых

  • ✓ Если две прямые а и b пересечь третьей прямой с, то образуется восемь углов (рис. 246). Прямую с называют секущей прямых а и b.
  • Углы 3 и 6, 4 и 5 называют односторонними.
  • Углы 3 и 5, 4 и 6 называют накрест лежащими.
  • Углы 6 и 2, 5 и 1, 3 и 7, 4и 8 называют соответственными.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

  • ✓ Если накрест лежащие углы, образующиеся при пересечении двух прямых секущей, равны, то прямые параллельны.
  • ✓ Если сумма односторонних углов, образующихся при пересечении двух прямых секущей, равна 180°, то прямые параллельны.
  • ✓ Если соответственные углы, образующиеся при пересечении двух прямых секущей, равны, то прямые параллельны.

Свойства параллельных прямых

  • ✓ Если две параллельные прямые пересекаются секущей, то:
  • • углы, образующие пару накрест лежащих углов, равны;
  • • углы, образующие пару соответственных углов, равны;
  • • сумма углов, образующих пару односторонних углов, равна 180°.
  • ✓ Если прямая перпендикулярна одной из двух параллельных прямых, то она перпендикулярна и другой.

Перпендикулярные и параллельные прямые

Две прямые называют взаимно перпендикулярными, если они пересекаются под прямым углом.

На рисунке 264 прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— перпендикулярные. Две прямые на плоскости называют параллельными, если они не пересекаются.

На рисунке 265 прямые Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны— параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Основное свойство параллельных прямых (аксиома параллельности прямых). Через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести только одну прямую, параллельную данной.

Углы, образованные при пересечении двух прямых секущей. Признаки и свойство параллельности прямых. Свойства углов, образованных при пересечении двух параллельных прямых секущей

Прямую с называют секущей для прямых Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныи Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныесли она пересекает их в двух точках (рис. 266).

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Пары углов 4 и 5; 3 и 6 называют внутренними односторонними; пары углов 4 и 6; 3 и 5внутренними накрест лежащими; пары углов 1 и 5; 2 и 6; 3 и 7; 4 и 8соответственными углами.

Признаки параллельности прямых:

  1. Если при пересечении двух прямых секущей соответственные углы равны, то прямые параллельны.
  2. Если при пересечении двух прямых секущей внутренние накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны.
  3. Если при пересечении двух прямых секущей сумма внутренних односторонних углов равна 180°, то прямые параллельны.
  4. Две прямые, перпендикулярные третьей, параллельны.

Свойство параллельных прямых. Две прямые, параллельные третьей прямой, параллельны друг другу.

Рекомендую подробно изучить предметы:
  • Геометрия
  • Аналитическая геометрия
  • Начертательная геометрия
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Соотношения между сторонами и углами треугольника
  • Неравенство треугольника — определение и вычисление
  • Свойства прямоугольного треугольника
  • Расстояние между параллельными прямыми
  • Медианы, высоты и биссектрисы треугольника
  • Равнобедренный треугольник и его свойства
  • Серединный перпендикуляр к отрезку
  • Второй и третий признаки равенства треугольников

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Две прямые, перпендикулярные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Две прямые, перпендикулярные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Геометрия. 10 класс

Конспект урока

Геометрия, 10 класс

Урок № 8 Перпендикулярность прямой и плоскости

Перечень вопросов, рассматриваемых по теме

  1. Ввести понятие перпендикулярных прямых в пространстве;
  2. Доказать лемму о перпендикулярности двух параллельных прямых;
  3. Решать задачи по теме.

Глоссарий по теме

Две прямые в пространстве называются перпендикулярными, если угол между ними равен 90Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Перпендикулярные прямые могут пересекаться и могут быть скрещивающимися.

Прямая называется перпендикулярной к плоскости, если она перпендикулярна к любой прямой, лежащей в этой плоскости.

Лемма о перпендикулярности двух параллельных прямых к третьей прямой. Если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна к третьей прямой, то и другая прямая перпендикулярна к этой прямой.

Признак перпендикулярности прямой и плоскости. Если прямая перпендикулярна к двум пересекающимся прямым, лежащим в одной плоскости, то она перпендикулярна к этой плоскости

Теорема о прямой перпендикулярной к плоскости. Через любую точку пространства проходит плоскость, перпендикулярная к данной прямой.

Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Кадомцев С. Б. и др. Геометрия 10-11 кл. Базовый и профильный уровень. М.: Просвещение, 2015. С.1-10.

Глазков Ю. А., Юдина И. И., Бутузов В. Ф. Рабочая тетрадь по геометрии для 9 класса. Базовый и профильный уровень

Зив Б.Г. Геометрия. Дидактические материалы. 10-11 класс М.: Просвещение, 2015.

Открытые электронные ресурсы:

Перпендикулярность прямой и плоскости. http://school-collection.edu.ru // Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.

Перпендикулярность прямой и плоскости. https://www.yaklass.ru // Я-класс. Образовательный портал Сколково.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Лемма о перпендикулярности двух параллельных прямых к третьей прямой. Если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна к третьей прямой, то и другая прямая перпендикулярна к этой прямой..

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Через точку М пространства, не лежащую на данных прямых, проведем прямые МА и МС, параллельные соответственно прямым а и с. Так как ас, то ∠АМС=90 о .

Итак, прямые b и с параллельны соответственно прямым МА и МС, угол между ними равен 90 о , т.е. b ‖ МА, с ‖ МС, угол между МА и МС равен 90 о

Это означает, что угол между прямыми b и с также равен 90 о , то есть b ⊥ с.

Теорема. Если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна к плоскости, то и другая прямая перпендикулярна к этой плоскости.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Проведем какую-нибудь прямую x в плоскости α, т.е. x ∊ α.Так как а ⊥ α, то аx.

По лемме о перпендикулярности двух параллельных прямых к третьей а1 ⊥ x.

Таким образом, прямая а1 перпендикулярна к любой прямой, лежащей в плоскости α, т. е. а1 ⊥ α

Теорема. Ели две прямые перпендикулярны плоскости, то они параллельны.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Через какую-нибудь точку М прямой b проведем прямую b1, параллельную прямой а.

Докажем, что прямая b1 совпадает с прямой b. Тем самым будем доказано, что аb. Допустим, что прямые b1 и b не совпадают. Тогда в плоскости β, содержащей прямые b и b1, через точку М проходят две прямые, перпендикулярные к прямой с, по которой пересекаются плоскости α и β. Но это невозможно, следовательно, аb, т.е. b ∊ β, b1 ∊ β, α Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельныβ = c (невозможно)→ аb

Признак перпендикулярности прямой и плоскости. Если прямая перпендикулярна к двум пересекающимся прямым, лежащим в одной плоскости, то она перпендикулярна к этой плоскости.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Теорема. Через любую точку пространства проходит прямая, перпендикулярная к данной плоскости, и притом только одна.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Пусть дана плоскость α и точка М (см. рис. 2). Нужно доказать, что через точку М проходит единственная прямая с, перпендикулярная плоскости α.

Проведем прямую а в плоскости α (см. рис. 3). Согласно доказанному выше утверждению, через точку М можно провести плоскость γ перпендикулярную прямой а. Пусть прямая b – линия пересечения плоскостей α и γ.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

В плоскости γ через точку М проведем прямую с, перпендикулярную прямой b.

Прямая с перпендикулярна b по построению, прямая с перпендикулярна а (так как прямая а перпендикулярна плоскости γ, а значит, и прямой с, лежащей в плоскости γ). Получаем, что прямая с перпендикулярна двум пересекающимся прямым из плоскости α. Значит, по признаку перпендикулярности прямой и плоскости, прямая с перпендикулярна плоскости α. Докажем, что такая прямая с единственная.

Предположим, что существует прямая с1, проходящая через точку М и перпендикулярная плоскости α. Получаем, что прямые с и с1 перпендикулярны плоскости α. Значит, прямые с и с1 параллельны. Но по построению прямые с и с1пересекаются в точке М. Получили противоречие. Значит, существует единственная прямая, проходящая через точку М и перпендикулярная плоскости α, что и требовалось доказать.

Теоретический материал для углубленного изучения

Теорема о прямой перпендикулярной к плоскости. Через любую точку пространства проходит плоскость, перпендикулярная к данной прямой.

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Доказательство (см. рис. 1)

Пусть нам дана прямая а и точка М. Докажем, что существует плоскость γ, которая проходит через точку М и которая перпендикулярна прямой а.

Через прямую а проведем плоскости α и β так, что точка М принадлежит плоскости α. Плоскости α и β пересекаются по прямой а. В плоскости α через точку М проведем перпендикуляр MN (или р) к прямой а, Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. В плоскости β из точки N восстановим перпендикуляр q к прямой а. Прямые р и q пересекаются, пусть через них проходит плоскость γ. Получаем, что прямая а перпендикулярна двум пересекающимся прямым р и q из плоскости γ. Значит, по признаку перпендикулярности прямой и плоскости, прямая а перпендикулярна плоскости γ.

Примеры и разборы решения заданий тренировочного модуля

Выбор элемента из выпадающего списка

Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Выпишите ребра, перпендикулярные плоскости (DCДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны).

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Неправильный вариант/варианты (или комбинации):

Подсказка: в кубе все углы по Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны. Плоскость (DCДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны), проходит через грань куба DCДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны.

  • Разбор задания: Куб – это геометрическая фигура у которой все углы прямые, следовательно нужно увидеть ребра которые перпендикулярны к плоскости (DCДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны), к грани куба (DDCДве прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны).Эти ребра — AD, A1D1, BC, B1C1

Закончите предложение, чтобы получилось верное утверждение.

  • Две прямые называются перпендикулярными, если …..
  • Если плоскости перпендикулярна одной из двух параллельных прямых, то она ……

  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
  • Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны
  • параллельны
  • один
  • она перпендикулярна к любой прямой, лежай в этой плоскости.
  • перпендикулярна плоскости.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Две прямые называются перпендикулярными, если …

угол между ними равен 90Две прямые перпендикулярны третьей прямой не пересекаются равны перпендикулярны параллельны

Если плоскость перпендикулярна одной из двух параллельных прямых, то она …

перпендикулярна и другой

Неправильный вариант/варианты (или комбинации):

Лемма: Если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна к третьей прямой, то и другая прямая перпендикулярна к третьей прямой.

Теорема: если прямая перпендикулярна к двум пересекающимся прямым, лежащим в плоскости, то она перпендикулярна к этой плоскости.

🔥 Видео

7 класс, 12 урок, Перпендикулярные прямыеСкачать

7 класс, 12 урок, Перпендикулярные прямые

Теорема 13.2 Если две прямые параллельны третьей, то они параллельны ||Геометрия 7 класс||Скачать

Теорема 13.2 Если две прямые параллельны третьей, то они параллельны ||Геометрия 7 класс||

Перпендикулярные прямые. 6 класс.Скачать

Перпендикулярные прямые. 6 класс.

две прямые перпендикулярные третьей неСкачать

две прямые перпендикулярные третьей не

10 класс, 5 урок, Параллельность трех прямыхСкачать

10 класс, 5 урок, Параллельность трех прямых

Геометрия 7 класс (Урок№7 - Перпендикулярные прямые.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№7 - Перпендикулярные прямые.)

Две прямые, перпендикулярные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Две прямые, перпендикулярные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Геометрия 7 класс (Урок№19 - Признаки параллельности прямых.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№19 - Признаки параллельности прямых.)

Геометрия 7 класс (Урок№33 - Повторение. Параллельные и перпендикулярные прямые.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№33 - Повторение. Параллельные и перпендикулярные прямые.)

Геометрия 7 класс (Урок№18 - Параллельные прямые.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№18 - Параллельные прямые.)

Две прямые, параллельные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Две прямые, параллельные третьей прямой ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Перпендикулярные прямые | Геометрия 7-9 класс #13 | ИнфоурокСкачать

Перпендикулярные прямые | Геометрия 7-9 класс #13 | Инфоурок

10 класс, 16 урок, Параллельные прямые, перпендикулярные к плоскостиСкачать

10 класс, 16 урок, Параллельные прямые, перпендикулярные к плоскости

Задача, которую боятсяСкачать

Задача, которую боятся

12. Перпендикулярные прямыеСкачать

12. Перпендикулярные прямые

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПРЯМЫЕ. §13 геометрия 7 классСкачать

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПРЯМЫЕ. §13 геометрия 7 класс
Поделиться или сохранить к себе: