1. Доказательство параллелограмма ЕАВФ
Рассмотрим трапецию (ABCD) с основаниями (AD) и (BC). Диагонали (AC) и (BD) параллельны плоскости (\alpha). Пусть прямые, проведенные через вершины (A) и (B), пересекают плоскость (\alpha) в точках (E) и (F) соответственно.
Шаги доказательства:
- Пусть диагонали (AC) и (BD) пересекаются в точке (O), которая также параллельна плоскости (\alpha).
- Прямые (AE) и (BF) параллельны друг другу, так как они обе параллельны плоскости (\alpha).
- Отрезки (AE) и (BF) пересекают плоскость (\alpha) в точках (E) и (F).
- Прямые (AB) и (EF) параллельны друг другу, так как они обе параллельны плоскости (\alpha).
- Четырехугольник (EABF) имеет противоположные стороны (EA) и (BF), а также (AB) и (EF) параллельными, что по определению является признаком параллелограмма.
Таким образом, (EABF) — параллелограмм.
Рисунок:
A--------------B
/ \ / \
/ \ / \
E /_____ \______F/_____ \
/ \ / \
/ \ / \
/ \ / \
D-------------C
2. Взаимное положение прямых а и б
Плоскости (\alpha) и (\beta) параллельны. Прямая (a) пересекает плоскости (\alpha) и (\beta) в точках (A) и (B) соответственно. Прямая (b) пересекает плоскости (\alpha) и (\beta) в точках (C) и (D) соответственно.
Анализ взаимного положения:
- Точки (A) и (C) лежат в одной плоскости (\alpha).
- Точки (B) и (D) лежат в одной плоскости (\beta).
- Поскольку плоскости (\alpha) и (\beta) параллельны, прямые (a) и (b) пересекают их в соответствующих точках на одинаковом расстоянии друг от друга.
- Это означает, что прямые (a) и (b) параллельны, потому что они пересекают две параллельные плоскости в одно и то же расстояние.
Таким образом, прямые (a) и (b) параллельны.
3. Построение сечения параллелепипеда
Параллелепипед (ABCD A_1B_1C_1D_1) имеет все грани прямоугольные. Даны следующие размеры:
- (AD = 4)
- (DC = 8)
- (CC_1 = 6)
Сечение параллелепипеда плоскостью, проходящей через середину ребра (DC) и параллельной плоскости (AB_1C_1), можно построить следующим образом:
- Найдем середину ребра (DC), обозначим эту точку (M). Координаты точки (M) будут ((4, 4, 0)).
- Плоскость, параллельная (AB_1C_1), будет проходить через точку (M) и параллельно плоскостям, содержащим ребра (AB_1) и (C_1).
Сечение:
- Соединяем точку (M) с точками (A), (B_1), (C_1), и (B).
Периметр сечения:
Определим координаты точек сечения:
- (M = (4, 4, 0))
- (A' = (0, 0, 0))
- (B_1' = (0, 8, 6))
- (C_1' = (4, 8, 6))
Найдем длины сторон сечения:
- (MA' = \sqrt{(4-0)^2 + (4-0)^2 + (0-0)^2} = 4\sqrt{2})
- (MB_1' = \sqrt{(4-0)^2 + (4-8)^2 + (0-6)^2} = 8)
- (MC_1' = \sqrt{(4-4)^2 + (4-8)^2 + (0-6)^2} = 8)
- (A'B_1' = \sqrt{(0-0)^2 + (0-8)^2 + (0-6)^2} = 10)
Периметр сечения равен:
(P = MA' + MB_1' + MC_1' + A'B_1' = 4\sqrt{2} + 8 + 8 + 10 = 26 + 4\sqrt{2} \approx 31.656).
Таким образом, периметр сечения составляет (26 + 4\sqrt{2}).