☰ Содержание · Математика

Три перпендикуляра и перпендикулярные плоскости

Уроки 49–50 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
49

Теорема о трёх перпендикулярах

Учебник, часть 2: с. 128–131
ЦельЗнать теорему о трёх перпендикулярах и обратную ей теорему и угол между прямой и плоскостью и применять их в задачах.
Новые слова
теорема о трёх перпендикулярах · uch perpendikularlar teoremasiпроекция · proyeksiyaугол между прямой и плоскостью · to‘g‘ri chiziq va tekislik orasidagi burchakобратная теорема · teskari teorema
Объяснение

Пусть AB перпендикулярна плоскости α, AC — наклонная, а BC — её проекция. Теорема о трёх перпендикулярах: если прямая c в плоскости α, проходящая через основание C наклонной, перпендикулярна проекции BC, то она перпендикулярна и наклонной AC. Обратная теорема: если c перпендикулярна наклонной, то она перпендикулярна и проекции. Название происходит от трёх перпендикулярностей: AB ⊥ α, c ⊥ BC и c ⊥ AC. Теорему часто применяют для нахождения расстояния от точки до прямой: опустим DA ⊥ плоскость из D, затем из A проведём AO ⊥ l к прямой l в плоскости; тогда DO ⊥ l и DO² = DA² + AO². Угол между прямой и плоскостью — угол между прямой и её проекцией на плоскость; он равен 90° для перпендикуляра и 0° для параллельной прямой.

Примеры
В треугольнике ABC AB = AC = 10 и BC = 12. Высота AO из A на BC делит основание пополам: AO = √(10² − 6²) = 8. DA ⊥ (ABC), DA = 6. По теореме о трёх перпендикулярах DO ⊥ BC; DO = √(6² + 8²) = 10 — расстояние от D до BC.
Какой угол образует диагональ AB₁ куба с плоскостью ABCD? B₁B ⊥ ABCD, а проекция — AB. Треугольник B₁BA прямоугольный равнобедренный (BB₁ = AB), поэтому угол равен 45°.
Работа в классе

Проверьте вертикальность столба или палки с помощью отвеса (лёгкий грузик на нити, держите его низко и осторожно): держите нить рядом с палкой и смотрите с двух разных мест. Обсудите, почему необходимо проверять с двух направлений, не лежащих в одной плоскости.

Упражнения
1
Сформулируйте теорему о трёх перпендикулярах.
2
DA ⊥ (ABC), DA = 8, а высота из A на BC равна AO = 6. Чему равно расстояние от D до BC?
3
Сколько градусов составляет угол между AB₁ и плоскостью ABCD в кубе?
4
Почему угол между прямой, перпендикулярной плоскости, и самой плоскостью считается равным 90°?