Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 8, Введение
№4. Точки A, B, C и D не лежат в одной плоскости. а) Могут ли какие-то три из них лежать на одной прямой? б) Могут ли прямые AB и CD пересекаться? Ответ обоснуйте.
✎ Запись в тетрадь
Дано:A,B,C,D не лежат в одной плоскости
Найти:а) три точки на одной прямой? б) AB и CD пересекаются?
а) Допустим,
A,
B,
C лежат на одной прямой
a.
1Через
a и точку
D проходит плоскость, и все четыре точки лежат в ней.
2Противоречие с условием. Значит, нет.
3б) Допустим,
AB и
CD пересекаются.
1Через две пересекающиеся прямые проходит плоскость,
A,B,C,D лежат в ней.
2Снова противоречие. Значит, нет.
3Ответ: а) нет; б) нет.
Пояснение
Идея. Доказываем от противного: допускаем, что тройка точек на одной прямой (или прямые пересекаются), и выводим, что все четыре точки в одной плоскости, а это противоречит условию (теоремы п. 3).
- 1Допущение — первый шаг от противного. В а) выбираем любые три точки: для остальных троек рассуждение то же. В б) допускаем, что у AB и CD есть общая точка.
- 2Через прямую и точку вне неё проходит плоскость; через две пересекающиеся прямые — тоже. Если D лежит на прямой a, подойдёт любая плоскость через a. В любом случае четвёртая точка попадает в ту же плоскость, что и три остальные.
- 3Получилось, что A, B, C, D лежат в одной плоскости. Это противоречит условию, значит допущение неверно: три точки на одной прямой лежать не могут, а AB и CD не пересекаются (они скрещивающиеся).