Давайте разберем каждый вопрос по порядку.
1. Пересекающиеся и скрещивающиеся прямые
Условие: Прямые ( a ) и ( b ) пересекаются. Прямая ( c ) является скрещивающейся с прямой ( a ). Могут ли прямые ( b ) и ( c ) быть параллельными?
Ответ: Нет, прямые ( b ) и ( c ) не могут быть параллельными.
Обоснование:
- Прямые ( a ) и ( b ) пересекаются, значит, они лежат в одной плоскости.
- Прямая ( c ) скрещивается с ( a ), что значит, она не лежит в одной плоскости с ( a ).
- Если бы ( b ) и ( c ) были параллельны, то они должны были бы лежать в одной и той же плоскости или быть скрещивающимися с одной и той же прямой, что противоречит условию скрещивания ( c ) с ( a ).
2. Плоскость через середины боковых сторон трапеции
Условие: Плоскость проходит через середины боковых сторон ( AB ) и ( CD ) трапеции ( ABCD ) – точки ( M ) и ( N ).
а) Докажите, что ( AD ) параллельна плоскости (\alpha).
Ответ:
- Поскольку ( M ) и ( N ) середины сторон, отрезок ( MN ) параллелен основаниям ( AD ) и ( BC ) трапеции. Это следует из теоремы о средней линии трапеции.
- Следовательно, вся плоскость, проходящая через ( M ) и ( N ), параллельна основанию ( AD ).
б) Найдите ( BC ), если ( AD = 10 \, \text{см} ), ( MN = 8 \, \text{см} ).
Решение:
- По теореме о средней линии трапеции, ( MN = \frac{AD + BC}{2} ).
- Подставим известные значения: ( 8 = \frac{10 + BC}{2} ).
- Решим уравнение: ( 16 = 10 + BC ), откуда ( BC = 6 \, \text{см} ).
3. Прямая через вершину квадрата
Условие: Прямая ( MA ) проходит через вершину квадрата ( ABCD ) и не лежит в плоскости квадрата.
а) Докажите, что ( MA ) и ( BC ) – скрещивающиеся прямые.
Ответ:
- Прямая ( MA ) выходит из плоскости квадрата, поэтому она не может быть ни параллельной, ни пересекающейся с ( BC ).
- Поскольку ( MA ) и ( BC ) не лежат в одной плоскости и не пересекаются, они являются скрещивающимися.
б) Найдите угол между прямыми ( MA ) и ( BC ), если ( \angle MAD = 45^\circ ).
Решение:
- Угол между скрещивающимися прямыми определяется углом между пересекающимися линиями, параллельными данным.
- В данном случае угол между ( MA ) и плоскостью квадрата равен ( 45^\circ ), следовательно, угол между ( MA ) и любой горизонтальной линией этой плоскости, в том числе и ( BC ), также ( 45^\circ ).
Данные задачи требуют понимания теорем и свойств геометрических фигур и прямых, что было использовано при решении.