Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 41, §1 Перпендикулярность прямой и плоскости
№123. Докажите, что если две плоскости α и β перпендикулярны к прямой a, то они параллельны.
✎ Запись в тетрадь
Дано:α⊥a, β⊥a
Доказать:α∥β
Проведём
AB∥a,
A∈α,
B∈β,
A=B.
1a⊥α,
a∥AB ⇒
AB⊥α; так же
AB⊥β (п. 16).
2 Допустим,
α∩β∋M. Тогда
AB⊥AM (
AM⊂α) и
AB⊥BM (
BM⊂β).
3В
△ABM два прямых угла — невозможно ⇒ общих точек нет,
α∥β.
4Ответ: плоскости параллельны.
Пояснение
Идея. Решение книги: подбираем прямую AB, параллельную a, чтобы она проходила через обе плоскости в разных точках. Если бы у плоскостей была общая точка, получился бы треугольник с двумя прямыми углами.
- 1Нужна прямая, параллельная a и пересекающая обе плоскости в различных точках A и B (так как плоскости разные, такая есть).
- 2Первая теорема п. 16: если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна плоскости, то и другая. Значит, AB перпендикулярна и α, и β.
- 3Предполагаем, что у плоскостей есть общая точка M. Она не совпадает с A и B: прямая AB пересекает α только в A, а β только в B. Прямая AB перпендикулярна любой прямой плоскости, значит, AB⊥AM и AB⊥BM.
- 4В треугольнике ABM были бы два прямых угла (при A и при B), а сумма углов треугольника равна 180∘. Противоречие, поэтому общих точек нет.