Математика
5.2.1. Пересекающиеся, параллельные и скрещивающиеся прямые перпендикулярность прямых
Геометрические построения и основные методы решения задач
Стереометрия – это, как известно, геометрия в пространстве. Практически все стереометрические задачи так или иначе редуцируются к планиметрическим задачам: требуемые элементы находятся из решения нескольких планиметрических задач, для этого нужно "побывать" в нескольких плоскостях: сечениях исходной задачи. Таким образом, успех решения задачи во многом зависит от умения выполнять сечения различных пространственных тел.
В планиметрии для решения задачи подходит в качестве изображения любая подобная "оригиналу" фигура. Дело с изображением фигур в стереометрии обстоит гораздо сложнее. Вообще говоря, для детального построения изображений нужно пользоваться методами начертательной геометрии, но это не оправдано – строить изображение в какой-либо проекции, поэтому построении выполняются в произвольной параллельной проекции (направление проекции не определено), которая выбирается тем, кто решает конкретную задачу. При параллельном проецировании сохраняются некоторые свойства фигур. Напомним эти свойства:
- Точка остаётся точкой; прямая остаётся прямой; плоскость остаётся плоскостью; треугольник остаётся треугольником; параллелограмм остаётся параллелограммом; трапеция остаётся трапецией.
- Параллельные прямые остаются параллельными; параллельные плоскости остаются параллельными; параллельные прямая и плоскость остаются параллельными.
- Если фигуры пересекаются, то они остаются пересекающимися.
- Сохраняется отношение длин параллельных отрезков.
- Сохраняется отношение площадей фигур.
Изображение пространственной фигуры должно верно представлять фигуру, должно быть наглядным. Для верности нужно строить в соответствии с законами параллельного проектирования. Наглядность – это субъективное понятие, поэтому здесь нет определённых требований построения фигур.
При решении стереометрических задач очень важно доказывать все свойства рассматриваемых элементов фигур. Доказывать свойства фигур в пространстве труднее, чем на плоскости. Вот такой пример: если прямые не пересекаются, то на плоскости эти прямые параллельны, а в пространстве такие прямые могут быть ещё и скрещивающимися. Для доказательства параллельности нужно ещё показать, что эти прямые лежат и в одной плоскости.
При решении задач по стереометрии часто невозможно подробно изобразить все данные условия на чертеже. В таких случаях нужно изображать все данные на двух, трёх или большем числе рисунков – делать так называемые «выносные» рисунки. Для успешного решения задач стереометрии дополнительно к теоремам и формулам планиметрии важно знать основные теоремы и формулы стереометрии:
- Теоремы о параллельности прямых и плоскостей.
- Торемы о перпендикулярности прямых и плоскостей.
- Скрещивающиеся прямые.
- Двугранный угол.
- Круглые тела.
Следует обратить внимание на важность знания всех определений и понять их суть. Например, такое понятие, как двугранный угол. Почему его измеряют линейным углом двугранного угла? Ответ здесь такой: для однозначности. У круглых тел много общего с окружностью, но и есть свои специфические свойства.
Важное замечание: для успешного решения стереометрических задач ( да и задач планиметрических) очень важно разобраться и знать доказательства геометрических теорем, так как любое доказательство теоремы – это, вообще говоря, метод решения подобных задач.
Другие материалы по данной теме
Видео
Параллельность и перпендикулярность прямых. Углы
Определение
Скрещивающиеся прямые