Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 31, §4 Тетраэдр и параллелепипед
№71. Изобразите тетраэдр DABC и на рёбрах DB, DC и BC отметьте соответственно точки M, N и K. Постройте точку пересечения: а) прямой MN и плоскости ABC; б) прямой KN и плоскости ABD.
✎ Запись в тетрадь
Дано:DABC — тетраэдр; M∈DB, N∈DC, K∈BC
Построить:а) MN∩(ABC); б) KN∩(ABD)
а)
MN и
BC лежат в плоскости
DBC ⇒ пересекаются (если не параллельны).
1 X∈BC⊂(ABC) и
X∈MN ⇒
X=MN∩(ABC).
2 б)
KN лежит в плоскости
DBC;
(DBC)∩(ABD)=DB.
3 Y∈DB⊂(ABD) и
Y∈KN ⇒
Y=KN∩(ABD).
4 Ответ: а) X=MN∩BC; б) Y=KN∩DB.
Пояснение
Идея. Чтобы найти точку пересечения прямой с плоскостью, берут вспомогательную плоскость через эту прямую и находят линию её пересечения с данной плоскостью. Искомая точка лежит на этой линии (п. 14, задача 1).
- 1Точки M и N лежат на рёбрах DB и DC, поэтому прямая MN целиком лежит в грани DBC. В той же плоскости лежит ребро BC плоскости ABC. Две прямые одной плоскости пересекаются, если не параллельны.
- 2Точка X принадлежит MN и прямой BC. Прямая BC лежит в плоскости ABC, значит, X лежит и в ABC. Общая точка прямой MN и плоскости ABC единственна, это X. Точка вышла за ребро BC — это нормально: пересекается плоскость, а не отрезок.
- 3Точка K лежит на BC, N — на DC, поэтому KN лежит в плоскости DBC. Плоскости DBC и ABD — две разные грани, они пересекаются по общему ребру DB.
- 4Прямая KN и ребро DB лежат в одной плоскости DBC, и в точке Y они пересекаются. Эта точка принадлежит DB, а значит, плоскости ABD. Другой общей точки у KN и ABD нет.
Частая ошибка. Искать точку на самом ребре: прямые MN и BC пересекаются за пределами отрезков, и на рисунке нужно продолжить их.