Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 49, §2 Перпендикуляр и наклонные. Угол между прямой и плоскостью
№159. Прямая BM перпендикулярна к плоскости прямоугольника ABCD. Докажите, что прямая, по которой пересекаются плоскости ADM и BCM, перпендикулярна к плоскости ABM.
✎ Запись в тетрадь
Дано:ABCD — прямоугольник; BM⊥(ABCD); l=(ADM)∩(BCM)
Доказать:l⊥(ABM)
AD∥BC,
BC⊂(BCM) ⇒
AD∥(BCM). Плоскость
ADM проходит через
AD и пересекает
(BCM) по прямой
l ⇒
l∥AD.
1 AD⊥AB (прямоугольник);
AD⊥BM, так как
BM⊥(ABCD) и
AD⊂(ABCD).
2 AB и
BM пересекаются ⇒
AD⊥(ABM) (п. 17).
3 l∥AD,
AD⊥(ABM) ⇒
l⊥(ABM) (п. 16).
4 Ответ: l⊥(ABM).
Пояснение
Идея. Прямая AD перпендикулярна плоскости ABM — это проверяется по признаку. Искомая прямая пересечения параллельна AD, а параллельные прямые одинаково «смотрят» на плоскость.
- 1Плоскости ADM и BCM имеют общую точку M, поэтому пересекаются по прямой l. Прямая AD параллельна BC, а значит, параллельна плоскости BCM. Если плоскость проходит через прямую, параллельную другой плоскости, и пересекает её, то линия пересечения параллельна этой прямой.
- 2Прямая AD перпендикулярна AB — стороне прямоугольника — и перпендикулярна BM, потому что BM перпендикулярна любой прямой плоскости ABCD.
- 3Прямые AB и BM лежат в плоскости ABM и пересекаются в точке B. Прямая, перпендикулярная двум пересекающимся прямым плоскости, перпендикулярна самой плоскости.
- 4Если одна из двух параллельных прямых перпендикулярна плоскости, то и другая перпендикулярна ей (теорема п. 16).