Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 20, §2 Взаимное расположение прямых в пространстве. Угол между двумя прямыми
№38. Через вершину A ромба ABCD проведена прямая a, параллельная диагонали BD, а через вершину C — прямая b, не лежащая в плоскости ромба. Докажите, что: а) прямые a и CD пересекаются; б) a и b — скрещивающиеся прямые.
✎ Запись в тетрадь
Дано:ABCD — ромб; a∋A, a∥BD; b∋C, b⊂(ABCD)
Доказать:а) a∩CD=∅; б) a и b скрещиваются
а)
a∥BD,
A∈(ABCD) ⇒
a⊂(ABCD).
1 CD∩BD=D ⇒
CD∥BD ⇒
CD∥a.
2 a и
CD в одной плоскости и не параллельны ⇒ пересекаются.
2 б)
a⊂(ABCD);
b пересекает
(ABCD) в точке
C.
3 C∈/a: иначе
AC∥BD, а диагонали пересекаются.
4 Признак (п. 7) ⇒
a и
b скрещиваются.
4Ответ: доказано.
Пояснение
Идея. В части а) обе прямые лежат в плоскости ромба, и достаточно показать, что они не параллельны. В части б) нужен признак скрещивающихся прямых (п. 7): a лежит в плоскости ромба, а b пересекает эту плоскость в точке, не лежащей на a.
- 1Через точку A плоскости ромба проходит прямая, параллельная BD, и она лежит в этой плоскости (п. 4). Поэтому a и CD — прямые одной плоскости.
- 2Прямая CD пересекает BD в точке D, значит, не параллельна BD. А параллельные прямой BD — это a и прямые, ей параллельные. Следовательно, CD не параллельна a, и две непараллельные прямые одной плоскости имеют общую точку.
- 3Прямая b не лежит в плоскости ромба и проходит через C, значит, пересекает плоскость в единственной точке C.
- 4Если бы C лежала на a, то AC совпадала бы с a и была бы параллельна BD. Но диагонали ромба AC и BD пересекаются. Остаётся применить признак.