Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 41, §1 Перпендикулярность прямой и плоскости
№124. Прямая PQ параллельна плоскости α. Через точки P и Q проведены прямые, перпендикулярные к плоскости α, которые пересекают эту плоскость соответственно в точках P1 и Q1. Докажите, что PQ=P1Q1.
✎ Запись в тетрадь
Дано:PQ∥α; PP1⊥α, QQ1⊥α; P1,Q1∈α
Доказать:PQ=P1Q1
PP1⊥α,
QQ1⊥α ⇒
PP1∥QQ1 (п. 16) ⇒ лежат в одной плоскости
β.
1 PQ⊂β,
PQ∥α,
β∩α=P1Q1 ⇒
PQ∥P1Q1 (п. 6,
10).
2 PP1∥QQ1,
PQ∥P1Q1 ⇒
PP1Q1Q — параллелограмм.
3 Противоположные стороны параллелограмма равны:
PQ=P1Q1.
3Ответ: PQ=P1Q1.
Пояснение
Идея. Строим четырёхугольник PP1Q1Q и доказываем, что он параллелограмм: два перпендикуляра к одной плоскости параллельны, а прямая, параллельная плоскости, параллельна и линии пересечения с ней.
- 1Теорема п. 16: две прямые, перпендикулярные плоскости, параллельны. Две параллельные прямые лежат в одной плоскости β (она содержит и P, Q, P1, Q1).
- 2Плоскость β проходит через PQ, а PQ∥α. По утверждению 10 п. 6 линия пересечения β и α — прямая P1Q1 — параллельна PQ.
- 3У четырёхугольника PP1Q1Q обе пары противоположных сторон параллельны, значит, он параллелограмм. В параллелограмме противоположные стороны равны.