3. Примите участие в учебной беседе. Материал для беседы
1. Из точки А, не принадлежащей плоскости a, наклонная к этой плоскости. Определите угол между этой наклонной и плоскостью a, если расстояние от точки А до плоскости a: равно ортогональной проекции наклонной; в два раза меньше самой наклонной.
2. В кубе АBCDA1B1C1D1 с ребром а найдите расстояние между вершиной А и: ребром CD; диагональю BD; диагональю АС1.
3. Чему равно расстояние между параллельными гранями куба?
4. Из точки пересечения диагоналей прямоугольника, к его плоскости проведён перпендикуляр. Докажите, что любая точка этого перпендикуляра равноудалена от вершины прямоугольника.
5. Докажите, что расстояние между скрещивающимися прямыми являются наименьшим из всевозможных между точками на этих прямых.
4. Самостоятельно выполните задания, затем проверьте решение
1. Докажите, что плоскости АВ1D1 и ВDС1 куба АBCDA1B1C1D1 параллельны. Найдите расстояние этими плоскостями, если ребро куба равно а.
2. В прямой четырёхугольной призме, в основании которого ромб со стороной а и острым углом j, найдите расстояние между противоположными боковыми гранями.
3. Докажите, что расстояние между скрещивающимися прямыми равно расстоянию параллельными плоскостями, в которых лежат эти прямые.
4. В правильной треугольной пирамиде с ребром а найдите расстояние между скрещивающимися рёбрами.
5. Найдите геометрическое место точек пространства, равноудаленных от двух параллельных прямых. (плоскость, перпендикулярная плоскости данных параллельных прямых и проходящая через прямую, равноудаленную от данных)
5. Самостоятельно оцените, достигли ли цели. Для этого вернитесь на начало модуля и прочтите, какие перед вами стояли цели
6. Выполните контрольные задания
Основной уровень:1. Из точки О пересечения диагоналей ромба АВСD проведён к его плоскости перпендикуляр OS. Докажите, что точка S равноудалена от всех сторон ромба. 2. Для куба АBCDA1B1C1D1 с ребром а найдите расстояние между скрещивающимися прямыми: АD иА1С1; АС1 и DD1; AD и A1B1; АС и ВD1; АС и DD1; АС1 и ВD. 3. Докажите, что середины всех отрезков, концы которых принадлежат двум скрещивающимся прямым, лежат в одной плоскости.
Повышенный уровень:1. Докажите, что если прямые параллельны плоскости, то кратчайшее расстояние между этой прямой и всеми прямыми плоскости, ей не параллельными, одно и тоже. 2. Три параллельные между собой прямые не лежат в одной плоскости. Из точки А, принадлежащей первой прямой, проведены перпендикуляры АВ и АС на вторую и третью прямые. Докажите, что длина отрезка ВС служит расстоянием между второй и третьей прямой.
Комплекс дополнительных задач
1. Прямые ОВ и СD параллельные, ОА и СD – скрещивающиеся. Найдите угол между ОА и СD, если: а) ÐАОВ=40°; б) ÐАОВ=135°; в) ÐАОВ=90°.
2. Прямая а параллельна стороне ВС параллелограмма АВСD и не лежит в плоскости параллелограмма. Найдите угол между а и СD, если один из углов параллелограмма равен: а) 50°; б) 121°.
3. Прямая m параллельна диагонали BD ромба АВСD и не лежит в плоскости ромба. Найдите угол: а) между прямыми m и АС; б) между m и АD, если ÐАВС=128°.
4. В пространственном четырехугольнике АВСD стороны АВ и СD равны. Докажите, что прямые АВ и СD образуют равные углы с прямой, проходящей через середины отрезков ВС и АD.
5. Докажите, что два угла с соответственно параллельными сторонами либо равны, либо их сумма равна 180°.
6. Дан параллелепипед ABCDA1B1C1D1. Докажите, что: а) DC^B1C1 и АВ^А1 D1, если ÐВАD=90°; б) АВ^СC1 и DD1^А1 В1, если АВ^DD1.
7. В тетраэдре ABCD известно, что ВС^АD. Докажите, что АD^MN, где M и N – середины ребер АВ и АС.
8. Докажите, что через любую точку прямой в пространстве можно провести перпендикулярную ей прямую.
9. Прямые АВ, АС и АD попарно перпендикулярны. Найдите отрезок СD, если: 1) АВ=3 см, ВС=7 см, АD=1,5 см; 2) ВD=9 см, ВС=16 см; АD=5 см.
10. Прямая ОА перпендикулярна к плоскости ОВС, и точка О является серединой отрезка АD. Докажите, что: а) АВ=DВ; б) АВ=АС, если ОВ=ОС; в) ОВ=ОС, если АВ=АС.
11. Через точку О пересечения диагоналей квадрата со стороной а проведена прямая ОК, перпендикулярная к плоскости квадрата. Найдите расстояние от точки К до вершин квадрата, если ОК=b.
12. В треугольнике АВС дано: ÐС=90°, АС=6 см, ВС=8 см, СМ – медиана. Через вершину С проведена прямая СК, перпендикулярная к плоскости треугольника АВС, причем СК=12 см. Найдите КМ.
13. Прямая СD перпендикулярна к плоскости правильного треугольника АВС. Через центр О этого треугольника проведена прямая ОК, параллельная прямой СD. Известно, что АВ=16Ö3 см, ОК=12 см, СD=16 см. Найдите расстояния от точек D и К до вершин А и В треугольника.
14. Докажите, что через любую точку данной прямой можно провести перпендикулярную ей плоскость.
15. Докажите, что через точку, не лежащую в данной плоскости, нельзя провести более одной прямой, перпендикулярной плоскости.
16. Докажите, что расстояния от всех точек плоскости до параллельной плоскости одинаковы.
17. Прямая PQ параллельна плоскости a. Через точки P и Q проведены прямые, перпендикулярные к плоскости a, которые пересекают эту плоскость соответственно в точках P1 и Q1. Докажите, что PQ= P1Q1.
18. Через точки P и Q прямой PQ проведены прямые, перпендикулярные к плоскости a и пересекающие ее соответственно в точках P1 и Q1. Найдите P1Q1, если PQ=15 см, РP1=21,5 см, QQ1=33,5 см.
19. Прямая МВ перпендикулярна к сторонам АВ и ВС треугольника АВС. Определите вид треугольника MBD, где D – произвольная точка прямой АС.
20. Через точку О пересечения диагоналей параллелограмма АВСD проведена прямая ОМ так, что МА=МС, МВ=МD. Докажите, что прямая ОМ перпендикулярна к плоскости параллелограмма.
21. Через вершину В квадрата АВСD проведена прямая ВМ. Известно, что ÐМВА= ÐМВС=90°, МВ=m, АВ=n. Найдите расстояния от точки М до: а) вершин квадрата; б) прямых АС и ВD.
22. Докажите, что если одна из двух параллельных плоскостей перпендикулярна прямой, то и другая плоскость перпендикулярна этой прямой.
23. Докажите, что если точка Х равноудалена от концов данного отрезка АВ, то она лежит в плоскости, проходящей через середину отрезка АВ и перпендикулярной к прямой АВ.
24. Докажите, что через каждую из двух взаимно перпендикулярных скрещивающихся прямых проходит плоскость, перпендикулярная к другой прямой.
25. Из некоторой точки проведены к данной плоскости перпендикуляр и наклонная, угол между которыми равен φ. Найдите наклонную и ее проекцию на данную плоскость, если перпендикуляр равен d. Найдите перпендикуляр и проекцию наклонной, если наклонная равна m.
26. Из точки А, не принадлежащей плоскости α, проведены к α перпендикуляр АО и две равные наклонные АВ и АС. Известно, что ÐОАВ=ÐВАС=60°, АО=1,5 см. Найдите расстояние между основаниями наклонных.
27. Один конец данного отрезка лежит в плоскости α, а другой находится от нее на расстоянии 6 см. Найдите расстояние от середины данного отрезка до плоскости α.
28. Расстояние от точки М до каждой из вершин правильного треугольника АВС=4 см. Найдите расстояние от точки М до плоскости АВС, если АВ=6 см.
29. Прямая а пересекает плоскость α в точке М и не перпендикулярна к этой плоскости. Докажите, что в плоскости α через точку М проходит прямая, перпендикулярная к прямой α, и притом только одна.
30. Из точки М проведен перпендикуляр МВ к плоскости прямоугольника ABCD. Докажите, что треугольники АМD и МСD прямоугольные.
31. Прямая АК перпендикулярна к плоскости правильного треугольника АВС, М – середина стороны ВС. Докажите, что МК^ВС.
32. Отрезок АD перпендикулярен к плоскости равнобедренного треугольника АВС. Известно, что АВ=АС=5 см, ВС=6 см, АD=12 см. Найдите расстояния от концов отрезка АD до прямой ВС.
33. Прямая СD перпендикулярна к плоскости треугольника АВС. Докажите, что: а) треугольник АВС является проекцией треугольника АВD на плоскость АВС; б) если СH – высота треугольника АВС, то DH – высота треугольника АВD.
34. Через вершину В квадрата АВСD проведена прямая ВF, перпендикулярная к его плоскости. Найдите расстояния от точки F до прямых, содержащих стороны и диагонали квадрата, если ВF=8 дм, АВ=4 дм.
35. Через вершину прямого угла С равнобедренного прямоугольного треугольника АВС проведена прямая СМ, перпендикулярная к его плоскости. Найдите расстояние от точки М до прямой АВ, если АС=4 см, а СМ=2Ö7 см.
36. Через вершину В ромба АВСD проведена прямая ВМ, перпендикулярная к его плоскости. Найдите расстояния от точки М до прямых, содержащих стороны ромба, если АВ=25 см, ÐВАD=60°, ВМ=12,5 см.
37. Прямая ВМ перпендикулярна к плоскости прямоугольника АВСD. Докажите, что прямая, по которой пересекаются плоскости АDМ и ВСМ, перпендикулярна к плоскости АВМ.
38. Луч ВА не лежит в плоскости неразвернутого угла СВD. Докажите, что если ÐАВС=ÐАВD, причем ÐАВС<90°, то проекцией луча ВА на плоскость СВD является биссектриса угла СВD.
39. Под углом j к плоскости a проведена наклонная. Найдите j, если известно, что проекция наклонной вдвое меньше самой наклонной.
40. Из точки А, удаленной от плоскости γ на расстояние d, проведены к этой плоскости наклонные АВ и АС под углом 30° к плоскости. Их проекции на плоскость γ образуют угол в 120°. Найдите ВС.
41. Неперпендикулярные плоскости a и b пересекаются по прямой МN. В плоскости b из точки А проведен перпендикуляр АВ к прямой МN и из той же точки А проведен перпендикуляр АС к плоскости a. Докажите, что ÐАВС – линейный угол двугранного угла АМNС.
42. Двугранный угол равен j. На одной грани этого угла лежит точка, удаленная на расстояние d от плоскости другой грани. Найдите расстояние от этой точки до ребра двугранного угла.
43. Даны два двугранных угла, у которых одна грань общая, а две другие являются различными полуплоскостями одной плоскости. Докажите, что сумма этих двугранных углов равна 180°.