Перпендикулярность прямых в пространстве
Так же как и на плоскости, две прямые называются перпендикулярными, если они пересекаются под прямым углом.
Теорема 17.1. Если две пересекающиеся прямые параллельны соответственно двум перпендикулярным прямым, то они тоже перпендикулярны.
Доказательство. Пусть а и b — перпендикулярные прямые, а1 и b1 — параллельные им пересекающиеся прямые.
Докажем, что прямые а1 и b1перпендикулярны.
Если прямые а, b, а1, b1 лежат в одной плоскости, то они обладают указанным в теореме свойством, как это известно из планиметрии.
Допустим теперь, что наши прямые не лежат в одной плоскости. Тогда прямые а и b лежат в некоторой плоскости , а прямые а1 и b1 — в некоторой плоскости 1 (рис. 350). По теореме 16.4 плоскости и 1 параллельны.. Пусть С — точка пересечения прямых а и b, а C1 — точка пересечения прямых
а1 и b1. Проведем в плоскости параллельных прямых и 1 прямую, параллельную прямой СС1. Она пересечет прямые а и а1 в точках А и А1.B плоскости прямых b и b1 проведем прямую, параллельную прямой СС1, и обозначим через В и В1 точки ее пересечения с прямыми b и b1.
Четырехугольники САА1С1и СВВ1С1 — параллелограммы, так как у них противолежащие стороны параллельны. Четырехугольник АВВ1 А1 также параллелограмм. У него стороны АА1, ВВ1 параллельны, потому что каждая из них параллельна прямой CC1. Таким образом, четырехугольник лежит в плоскости, проходящей через параллельные прямые АА1 и ВВ1. А она пересекает параллельные плоскости и 1 по параллельным прямым АВ и А1В1.
Так как у параллелограмма противолежащие стороны равны, то АВ = А1В1, AC=А1C1, BC = B1C1. По третьему признаку равенства треугольников треугольники ABC и А1В1C1 равны. Итак, угол А1C1B1, равный углу АСВ, прямой, т. е. прямые а1 и b1 перпендикулярны. Теорема доказана.
Задача (1). Докажите, что через любую точку прямой в пространстве можно провести перпендикулярную ей прямую.
Решение. Пусть a — прямая а А — точка на ней (рис. 351). Возьмем любую точку X вне прямой a и проведем через эту точку и прямую a плоскость (теорема 15.1). В плоскости через точку А можно провести прямую b, перпендикулярную прямой a.
А. В. Погорелов, Геометрия для 7-11 классов, Учебник для общеобразовательных учреждений
Календарно-тематическое планирование по математике, видео по математике онлайн, Математика в школе скачать
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.
- Стереометрия. Страница 3
- 1. Перпендикулярность прямых в пространстве
- 2.Признак перпендикулярности прямой и плоскости
- 3. Теорема о трех перпендикулярах
- 5. Расстояние между скрещивающимися прямыми
- 5. Пример 1
- Пример 2
- Пример 3
- Пример 4
- Пример 5
- Теорема о пересекающихся прямых соответственно параллельные перпендикулярным прямым
- 💡 Видео
Видео:7 класс, 30 урок, Углы с соответственно параллельными или перпендикулярными сторонамиСкачать
Стереометрия. Страница 3
|
| |||||||||||
1 2 3 4 5 6 7 8 | |||||||||||
Рис. 1 Перпендикулярность прямых в пространстве. Видео:Параллельные прямые | Математика | TutorOnlineСкачать 2.Признак перпендикулярности прямой и плоскостиТеорема. Прямая, перпендикулярная двум пересекающимся прямым на плоскости, перпендикулярна данной плоскости. Доказательство. Пусть прямые k и b две пересекающиеся прямые на плоскости α. Прямая а перпендикулярна прямым k и b. Доказать, что прямая а перпендикулярна плоскости α. (Рис.2) Проведем произвольную прямую х от точки А и прямую АВ, которая пересечет прямые k и b в точках К и В на плоскости α. Отложим на прямой а два равных отрезка в разные стороны АА’ и AA». Тогда треугольники АА’K и AA»K будут равны по двум сторонам и углу между ними. Так же как и треугольники АА’В и AA»В. Отсюда следует, что треугольники А’BK и А»BK равны по третьему признаку равенства треугольников. И следовательно, треугольники А’BE и A»BE равны, т.к. одна сторона у них общая ВЕ, стороны А’B и А»B равны из предыдущих рассуждений. Углы между этими сторонами также равны. Следовательно мы приходим к выводу, что треугольники А’AE и A»AE равны по трем сторонам. АЕ является медианой, биссектрисой и высотой, так как стороны А’Е и A»Е у них равные. И следовательно, угол между сторонами АА’ и АЕ равен 90°. Это значит, что прямая а перпендикулярна плоскости α. Рис.2 Признак перпендикулярности прямой и плоскости Видео:Параллельные прямые. 6 класс.Скачать 3. Теорема о трех перпендикулярахТеорема: если прямая, проведенная на плоскости и проходящая через основание наклонной, перпендикулярна ее проекции, то она перпендикулярна и наклонной. Доказательство. Пусть прямая СВ перпендикулярна плоскости α. АС — наклонная. Прямая а — прямая, проходящая через основание наклонной на плоскости α. (Рис.3) Проведем прямую через основание наклонной AD и параллельную прямой СВ. Тогда прямая AD также перпендикулярна плоскости α и соответственно прямой а. Проведем плоскость β через прямые АD и CB. Тогда, если прямая а перпендикулярна проекции наклонной АВ, то она перпендикулярна плоскости β. А следовательно, любой прямой в этой плоскости, т.е. самой наклонной АС. Следует отметить, что верно и обратное утверждение. Если прямая, проведенная на плоскости через основание наклонной ей перпендикулярна, то она перпендикулярна и проекции наклонной на эту плоскость. Рис. 3 Теорема отрех перпендикулярах. 4. Признак перпендикулярности плоскостей Теорема: Две пересекающиеся плоскости называются перпендикулярными, если третья плоскость перпендикулярна их прямой пересечения и пересекает их по перпендикулярным прямым. Пусть даны две плоскости α и β, которые пересекаются по прямой с (Рис.4). Проведем плоскость γ, которая пересекает плоскости α и β по прямым а и b. Плоскость γ перпендикулярна прямой с. Прямые а и b также перпендикулярны прямой с. Следовательно плоскости α и β перпендикулярны. Если взять другую плоскость, параллельную плоскости γ, например плоскость γ’, которая пересекает прямую с под прямым углом, она пересечет плоскости α и β по прямым a’ и b’, которые будут параллельны прямым а и b. По теореме о перпендикулярности прямых в пространстве прямые a’ и b’ также будут перпендикулярны, как и прямые а и b. Что и требовалось доказать. Рис. 4 Признак перпендикулярности плоскостей. Теорема: Если плоскость проходит через прямую, перпендикулярную другой плоскости, то эти плоскости перпендикулярны. Пусть α — плоскость. Прямая с перпендикулярна плоскости α. Точка А — точка пересечения прямой с и плоскости α (Рис.4.1). Проведем через прямую с плоскость β, которая будет пересекать плоскость α по прямой а. Необходимо доказать, что плоскости α и β перпендикулярны. Проведем через точку А на плоскости α прямую b, перпендикулярную прямой а. Через прямые b и с проведем плоскость γ. Она перпендикулярна прямой а, так как прямая а перпендикулярна двум прямым b и с. Тогда плоскость β пересекает две плоскости α и γ по двум перпендикулярным прямым а и с. И пересекает прямую пересечения b под прямым углом. Следовательно плоскости α и β перпендикулярны. Рис. 4.1 Перпендикулярность плоскостей. Видео:Геометрия 7 класс (Урок№33 - Повторение. Параллельные и перпендикулярные прямые.)Скачать 5. Расстояние между скрещивающимися прямымиТеорема. Две скрещивающиеся прямые имеют только один общий перпендикуляр, который также является перпендикуляром между параллельными плоскостями, проведенными через эти прямые. Доказательство. Пусть а и b две скрещивающиеся прямые (Рис.5). Проведем через них две плоскости α и β, параллельные друг другу. А от прямой а проведем перпендикуляры на плоскость β. Таким образом, получим плоскость γ, которая перпендикулярна обоим плоскостям α и β и пересекает плоскость β по прямой a’. Прямые а и a’ параллельны. Прямая a’ пересекает прямую b в точке А. Следовательно, один из перпендикуляров, проведенных от каждой точки прямой а на плоскость β, т.е. отрезок АВ и есть общий перпендикуляр между прямыми а и b. Допустим, что существует еще один общий перпендикуляр между прямыми а и b это CD. Тогда два перпендикуляра пересекают прямые а и b в точках А,В,С,D, которые в свою очередь параллельны между собой. Следовательно через них можно провести плоскость. А в этой плоскости лежат и две прямые а и b, которые также будут параллельны между собой. А это противоречит условию, т.к. прямые а и b являются скрещивающимися. Следовательно у двух скрещивающихся прямых может быть только один общий перпендикуляр. Отсюда следует, что расстояние между двумя скрещивающимися прямыми равно длине их общего перпендикуляра. Рис. 5 Расстояние между скрещивающимися прямыми. | |||||||||||
|