Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 8, Введение
№2. По рисунку 9 назовите:
а) точки, лежащие в плоскостях DCC1 и BQC;
б) плоскости, в которых лежит прямая AA1;
в) точки пересечения прямой MK с плоскостью ABD, прямых DK и BP с плоскостью A1B1C1;
г) прямые, по которым пересекаются плоскости AA1B1 и ACD, PB1C1 и ABC;
д) точки пересечения прямых MK и DC, B1C1 и BP, C1M и DC.
✎ Запись в тетрадь
Дано:куб ABCDA1B1C1D1 (рис. 9): Q∈B1C1, P∈BQ, K∈DD1, M∈CC1, R=MK∩DC
Найти:а)–д) по рисунку
а)
DCC1 — правая грань;
B,Q,C лежат в задней грани, значит
BQC — задняя грань.
1DCC1:
D,
C,
C1,
D1,
K,
M,
R;
BQC:
B,
C,
B1,
C1,
Q,
P,
M.
2 Общие точки — на ребре
CC1:
C,
C1,
M.
2б) Грани
AA1B1B (
B,
B1) и
AA1D1D (
D,
D1,
K), сечение
AA1C1C (
C,
C1,
M);
3ещё плоскости
AA1Q,
AA1P,
AA1R.
3в)
MK∩ABD=R (
R∈DC⊂ABD);
DK∩A1B1C1=D1 (
DK — ребро
DD1).
4BP лежит в задней грани и содержит
Q∈B1C1:
BP∩A1B1C1=Q.
4 г)
AA1B1∩ACD=AB;
PB1C1∩ABC=BC.
5д)
MK∩DC=R;
B1C1∩BP=Q;
C1M∩DC=C.
6Ответ: а) DCC1: D, C, C1, D1, K, M, R; BQC: B, C, B1, C1, Q, P, M; общие — C, C1, M. б) AA1B1B, AA1D1D, AA1C1C, AA1Q, AA1P, AA1R. в) R; D1; Q. г) AB; BC. д) R; Q; C.
Пояснение
Идея. Опора — аксиомы A1–A3 и теорема о плоскости через прямую и точку вне её (п. 3). Каждый ответ получен чтением рисунка: какая точка лежит на каком ребре или в какой грани.
- 1По рисунку: Q на ребре B1C1, P — скрытая точка на отрезке BQ в задней грани (кружок и штрих), K на ребре DD1, M на ребре CC1. Три точки B,Q,C лежат в задней грани и не на одной прямой, поэтому плоскость BQC — это задняя грань (аксиома A1).
- 2В правой грани лежат её вершины, точки K, M и точка R на продолжении ребра DC; в задней — её вершины и Q, P, M. Если вопрос понимать как «в обеих плоскостях», то по аксиоме A3 общие точки лежат на ребре CC1: C, C1, M.
- 3Через прямую AA1 проходит много плоскостей. Каждая отмеченная точка вне прямой даёт свою плоскость: B и B1 лежат в одной грани, D, D1 и K — в другой, C, C1 и M — в диагональном сечении. Для Q, P и R получаются отдельные плоскости.
- 4Прямая, не лежащая в плоскости, пересекает её не больше чем в одной точке. Прямая MK и прямая DC из плоскости ABD пересекаются в R — это и есть точка пересечения MK с плоскостью. Прямая DK совпадает с ребром DD1 и входит в верхнюю плоскость в D1. Прямая BP проходит через Q верхнего ребра B1C1.
- 5Плоскости с общими точками пересекаются по прямой через эти точки (A3): левая грань и основание имеют общие A и B, задняя грань и основание — B и C.
- 6Точка пересечения двух прямых — их общая точка. MK и DC встречаются в R на продолжении ребра, B1C1 и BP — в Q, а C1M (это ребро CC1) и DC — в вершине C.