Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 47, §2 Перпендикуляр и наклонные. Угол между прямой и плоскостью
№139. Из некоторой точки проведены к плоскости две наклонные. Докажите, что: а) если наклонные равны, то равны и их проекции; б) если проекции наклонных равны, то равны и наклонные; в) если наклонные не равны, то бóльшая наклонная имеет бóльшую проекцию.
✎ Запись в тетрадь
Дано:AH⊥α; AB, AC — наклонные, HB, HC — проекции
Доказать:а) AB=AC⇒HB=HC; б) HB=HC⇒AB=AC; в) AB>AC⇒HB>HC
AH⊥α;
△AHB и
△AHC прямоугольные:
AB2=AH2+HB2,
AC2=AH2+HC2.
1 а)
AB=AC⇒HB2=AB2−AH2=AC2−AH2=HC2⇒HB=HC2 б)
HB=HC⇒AB2=AH2+HB2=AH2+HC2=AC2⇒AB=AC3 в)
AB>AC⇒HB2=AB2−AH2>AC2−AH2=HC2⇒HB>HC4 Ответ: а), б), в) доказаны.
Пояснение
Идея. Обе наклонные и их проекции входят в прямоугольные треугольники с общим катетом AH (перпендикуляром). Теорема Пифагора связывает наклонную с проекцией одним равенством, из него следуют все три утверждения.
- 1AH⊥α, поэтому AH⊥HB и AH⊥HC. В обоих треугольниках AH — общий катет, наклонная — гипотенуза, проекция — второй катет. Теорема Пифагора для каждого.
- 2Равные наклонные и общий катет AH дают равные квадраты проекций. Длины положительны, значит, проекции равны.
- 3Обратное рассуждение: равные проекции и общий катет дают равные квадраты наклонных.
- 4Из AB>AC следует AB2>AC2 (длины положительны). Вычитаем из обеих частей один и тот же квадрат AH2 — неравенство сохраняется. Остаётся HB2>HC2, а у положительных чисел бóльший квадрат — у бóльшего числа.