Semne de paralelism a două drepte. Proprietățile dreptelor paralele. Linie dreapta. Linii paralele. Noțiuni de bază

Acest articol este despre linii paralele și linii paralele. În primul rând, este dată definiția dreptelor paralele pe un plan și în spațiu, sunt introduse notații, sunt date exemple și ilustrații grafice ale dreptelor paralele. În continuare, sunt discutate semnele și condițiile pentru paralelismul liniilor. În concluzie, sunt prezentate soluții la probleme tipice de demonstrare a paralelismului dreptelor, care sunt date de anumite ecuații ale unei drepte într-un sistem de coordonate dreptunghiular pe un plan și în spațiu tridimensional.

Navigare în pagină.

Linii paralele - informații de bază.

Definiție.

Se numesc două drepte dintr-un plan paralel, dacă nu au puncte comune.

Definiție.

Două linii din spațiul tridimensional sunt numite paralel, dacă se află în același plan și nu au puncte comune.

Vă rugăm să rețineți că clauza „dacă se află în același plan” din definiția dreptelor paralele în spațiu este foarte importantă. Să lămurim acest punct: două drepte din spațiul tridimensional care nu au puncte comune și nu se află în același plan nu sunt paralele, ci se intersectează.

Iată câteva exemple de linii paralele. Marginile opuse ale foii de caiet se află pe linii paralele. Liniile drepte de-a lungul cărora planul peretelui casei intersectează planurile tavanului și podelei sunt paralele. Șinele de cale ferată pe teren plan pot fi considerate și linii paralele.

Pentru a indica linii paralele, utilizați simbolul „”. Adică, dacă liniile a și b sunt paralele, atunci putem scrie pe scurt a b.

Vă rugăm să rețineți: dacă liniile a și b sunt paralele, atunci putem spune că linia a este paralelă cu linia b și, de asemenea, că linia b este paralelă cu linia a.

Să rostim o afirmație care joacă un rol important în studiul dreptelor paralele pe un plan: printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, trece singura dreaptă paralelă cu cea dată. Această afirmație este acceptată ca fapt (nu poate fi dovedită pe baza axiomelor cunoscute ale planimetriei) și se numește axioma dreptelor paralele.

Pentru cazul spațiului, teorema este valabilă: prin orice punct din spațiu care nu se află pe o dreaptă dată, trece o singură dreaptă paralelă cu cea dată. Această teoremă se dovedește cu ușurință folosind axioma de mai sus a liniilor paralele (demonstrația ei o puteți găsi în manualul de geometrie pentru clasele 10-11, care este enumerat la sfârșitul articolului în lista de referințe).

Pentru cazul spațiului, teorema este valabilă: prin orice punct din spațiu care nu se află pe o dreaptă dată, trece o singură dreaptă paralelă cu cea dată. Această teoremă poate fi dovedită cu ușurință folosind axioma liniilor paralele de mai sus.

Paralelismul liniilor - semne și condiții de paralelism.

Un semn de paralelism al liniilor este o condiție suficientă pentru ca liniile să fie paralele, adică o condiție a cărei îndeplinire garantează ca liniile să fie paralele. Cu alte cuvinte, îndeplinirea acestei condiții este suficientă pentru a stabili faptul că liniile sunt paralele.

Există și condiții necesare și suficiente pentru paralelismul dreptelor pe un plan și în spațiul tridimensional.

Să explicăm sensul expresiei „condiție necesară și suficientă pentru linii paralele”.

Ne-am ocupat deja de condiția suficientă pentru liniile paralele. Care este „condiția necesară pentru linii paralele”? Din denumirea „necesar” este clar că îndeplinirea acestei condiții este necesară pentru liniile paralele. Cu alte cuvinte, dacă nu este îndeplinită condiția necesară pentru ca liniile să fie paralele, atunci liniile nu sunt paralele. Prin urmare, condiție necesară și suficientă pentru linii paralele este o condiție a cărei îndeplinire este atât necesară, cât și suficientă pentru liniile paralele. Adică, pe de o parte, acesta este un semn de paralelism al liniilor și, pe de altă parte, aceasta este o proprietate pe care o au liniile paralele.

Înainte de a formula o condiție necesară și suficientă pentru paralelismul liniilor, este indicat să amintim mai multe definiții auxiliare.

Linie secanta este o dreaptă care intersectează fiecare dintre două drepte necoincidente date.

Când două drepte se intersectează cu o transversală, se formează opt drepte nedezvoltate. În formularea condiției necesare și suficiente pentru paralelismul liniilor, așa-numita culcat în cruce, corespunzătorȘi unghiuri unilaterale. Să le arătăm în desen.

Teorema.

Dacă două drepte dintr-un plan sunt intersectate de o transversală, atunci pentru ca ele să fie paralele este necesar și suficient ca unghiurile care se intersectează să fie egale sau unghiurile corespunzătoare să fie egale sau suma unghiurilor unilaterale să fie egală cu 180 grade.

Să arătăm o ilustrare grafică a acestei condiții necesare și suficiente pentru paralelismul dreptelor pe un plan.

Poți găsi dovezi ale acestor condiții pentru paralelismul liniilor în manualele de geometrie pentru clasele 7-9.

Rețineți că aceste condiții pot fi utilizate și în spațiul tridimensional - principalul lucru este că cele două linii drepte și secanta se află în același plan.

Iată câteva teoreme care sunt adesea folosite pentru a demonstra paralelismul dreptelor.

Teorema.

Dacă două drepte dintr-un plan sunt paralele cu o a treia dreaptă, atunci ele sunt paralele. Dovada acestui criteriu rezultă din axioma dreptelor paralele.

Există o condiție similară pentru liniile paralele în spațiul tridimensional.

Teorema.

Dacă două linii din spațiu sunt paralele cu o a treia linie, atunci ele sunt paralele. Dovada acestui criteriu este discutată la lecțiile de geometrie din clasa a X-a.

Să ilustrăm teoremele enunțate.

Să prezentăm o altă teoremă care ne permite să demonstrăm paralelismul dreptelor pe un plan.

Teorema.

Dacă două drepte dintr-un plan sunt perpendiculare pe o a treia dreaptă, atunci ele sunt paralele.

Există o teoremă similară pentru liniile din spațiu.

Teorema.

Dacă două drepte din spațiul tridimensional sunt perpendiculare pe același plan, atunci ele sunt paralele.

Să desenăm imagini corespunzătoare acestor teoreme.

Toate teoremele, criteriile și condițiile necesare și suficiente formulate mai sus sunt excelente pentru a demonstra paralelismul dreptelor folosind metodele geometriei. Adică, pentru a demonstra paralelismul a două drepte date, trebuie să arăți că acestea sunt paralele cu o a treia dreaptă sau să arăți egalitatea unghiurilor transversale, etc. Multe probleme similare sunt rezolvate la lecțiile de geometrie din liceu. Cu toate acestea, trebuie remarcat că în multe cazuri este convenabil să folosiți metoda coordonatelor pentru a demonstra paralelismul dreptelor pe un plan sau în spațiul tridimensional. Să formulăm condițiile necesare și suficiente pentru paralelismul dreptelor care sunt specificate într-un sistem de coordonate dreptunghiular.

Paralelismul dreptelor într-un sistem de coordonate dreptunghiular.

În acest paragraf al articolului vom formula condiţii necesare şi suficiente pentru liniile paraleleîntr-un sistem de coordonate dreptunghiular, în funcție de tipul de ecuații care definesc aceste linii, și vom oferi și soluții detaliate la problemele caracteristice.

Să începem cu condiția paralelismului a două drepte pe un plan în sistemul de coordonate dreptunghiular Oxy. Dovada lui se bazează pe definiția vectorului de direcție al unei linii și definiția vectorului normal al unei drepte pe un plan.

Teorema.

Pentru ca două drepte necoincidente să fie paralele într-un plan, este necesar și suficient ca vectorii de direcție ai acestor drepte să fie coliniari sau vectorii normali ai acestor drepte să fie coliniari sau vectorul direcție al unei linii să fie perpendicular pe normal vector al celei de-a doua linii.

Evident, condiția de paralelism a două drepte pe un plan se reduce la (vectori de direcție ai dreptelor sau vectori normali ai liniilor) sau la (vector de direcție a unei linii și vector normal a celei de-a doua drepte). Astfel, dacă și sunt vectori de direcție ai dreptelor a și b, și Și sunt vectori normali ai dreptelor a și respectiv b, atunci condiția necesară și suficientă pentru paralelismul dreptelor a și b se va scrie ca , sau , sau , unde t este un număr real. La rândul lor, coordonatele ghidajelor și (sau) vectorilor normali ai liniilor a și b sunt găsite folosind ecuațiile cunoscute ale dreptelor.

În special, dacă linia dreaptă a în sistemul de coordonate dreptunghiular Oxy pe plan definește o ecuație generală a dreptei de forma , și linia dreaptă b - , atunci vectorii normali ai acestor drepte au coordonate și, respectiv, iar condiția de paralelism a dreptelor a și b se va scrie ca .

Dacă linia a corespunde ecuației unei linii cu un coeficient unghiular de forma și linia b-, atunci vectorii normali ai acestor drepte au coordonatele și, iar condiția de paralelism a acestor drepte ia forma . În consecință, dacă liniile dintr-un plan dintr-un sistem de coordonate dreptunghiular sunt paralele și pot fi specificate prin ecuații de drepte cu coeficienți unghiulari, atunci coeficienții unghiulari ai dreptelor vor fi egali. Și invers: dacă liniile necoincidente pe un plan dintr-un sistem de coordonate dreptunghiular pot fi specificate prin ecuațiile unei linii cu coeficienți unghiulari egali, atunci astfel de linii sunt paralele.

Dacă o dreaptă a și o dreaptă b într-un sistem de coordonate dreptunghiular sunt determinate de ecuațiile canonice ale unei drepte pe un plan de forma Și , sau ecuații parametrice ale unei linii drepte pe un plan al formei Și în consecință, vectorii de direcție ai acestor drepte au coordonatele și , iar condiția de paralelism a dreptelor a și b se scrie ca .

Să ne uităm la soluții pentru mai multe exemple.

Exemplu.

Sunt liniile paralele? Și ?

Soluţie.

Să rescriem ecuația unei linii în segmente sub forma unei ecuații generale a unei linii: . Acum putem vedea că este vectorul normal al dreptei , a este vectorul normal al dreptei. Acești vectori nu sunt coliniari, deoarece nu există un număr real t pentru care egalitatea ( ). În consecință, condiția necesară și suficientă pentru paralelismul dreptelor pe un plan nu este îndeplinită, prin urmare, dreptele date nu sunt paralele.

Răspuns:

Nu, liniile nu sunt paralele.

Exemplu.

Sunt drepte și paralele?

Soluţie.

Să reducem ecuația canonică a unei drepte la ecuația unei drepte cu coeficient unghiular: . Evident, ecuațiile dreptelor și nu sunt aceleași (în acest caz, liniile date ar fi aceleași) și coeficienții unghiulari ai dreptelor sunt egali, prin urmare, liniile originale sunt paralele.

Ele nu se intersectează, indiferent cât de mult sunt continuate. Paralelismul liniilor drepte în scris se notează după cum urmează: AB|| CUE

Posibilitatea existenței unor astfel de linii este dovedită prin teoremă.

Teorema.

Prin orice punct luat în afara unei linii date, se poate trasa un punct paralel cu această dreaptă.

Lăsa AB această linie dreaptă şi CU un punct luat în afara ei. Este necesar să se demonstreze că prin CU poți trage o linie dreaptă paralelAB. Să-l coborâm la AB din punct CU perpendicularCUD iar apoi vom conduce CUE^ CUD, ce este posibil. Drept C.E. paralel AB.

Pentru a demonstra acest lucru, să presupunem contrariul, adică că C.E. se intersectează AB la un moment dat M. Apoi de la punct M la o linie dreaptă CUD am avea două perpendiculare diferite MDȘi DOMNIȘOARĂ, ceea ce este imposibil. Mijloace, C.E. nu pot trece cu AB, adică CUE paralel AB.

Consecinţă.

Două perpendiculare (CEȘiD.B.) la o linie dreaptă (CD) sunt paralele.

Axioma dreptelor paralele.

Prin același punct este imposibil să se deseneze două linii diferite paralele cu aceeași linie.

Deci, dacă drept CUD, tras prin punct CU paralel cu linia AB, apoi fiecare altă linie CUE, tras prin același punct CU, nu poate fi paralel AB, adică ea este in continuare se va intersecta Cu AB.

Demonstrarea acestui adevăr nu este complet evident se dovedește a fi imposibilă. Se acceptă fără dovezi, ca presupunere necesară (postulatum).

Consecințe.

1. Dacă Drept(CUE) se intersectează cu una dintre paralel(NE), apoi se intersectează cu altul ( AB), pentru că altfel prin același punct CU ar fi două linii diferite care trec paralel AB, ceea ce este imposibil.

2. Dacă fiecare dintre cele două direct (AȘiB) sunt paralele cu aceeași a treia linie ( CU) , atunci ei paralelîntre ei.

Într-adevăr, dacă presupunem că AȘi B se intersectează la un moment dat M, atunci ar trece două drepte diferite paralele cu acest punct CU, ceea ce este imposibil.

Teorema.

Dacă linia este perpendiculară pe una dintre drepte paralele, atunci este perpendicular pe cealaltă paralel.

Lăsa AB || CUDȘi E.F. ^ AB.Se cere să se demonstreze că E.F. ^ CUD.

PerpendicularEF, intersectându-se cu AB, va trece cu siguranță și CUD. Fie punctul de intersecție H.

Să presupunem acum că CUD nu perpendicular pe E.H.. Apoi o altă linie dreaptă, de exemplu H.K., va fi perpendicular pe E.H. si deci prin acelasi punct H vor fi doi drept paralel AB: unu CUD, după condiție, iar cealaltă H.K. așa cum s-a dovedit anterior. Deoarece acest lucru este imposibil, nu se poate presupune că NE nu era perpendicular pe E.H..

În secțiunea despre întrebarea cum se demonstrează că liniile sunt paralele???? dat de autor Alyonka Yakovleva cel mai bun răspuns este Proprietățile dreptelor paralele
Teorema
Două drepte paralele cu o a treia sunt paralele.
Dovada.
Fie dreptele a și b paralele cu dreapta c. Să presupunem că liniile a și b nu sunt paralele. Apoi se intersectează la un punct C. Se dovedește că prin punctul C sunt două drepte paralele cu dreapta c. Dar acest lucru contrazice axioma „Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, poți desena în plan cel mult o dreaptă paralelă cu cea dată.” Teorema a fost demonstrată.
Teorema
Dacă două drepte paralele sunt intersectate de o a treia linie, atunci unghiurile intersectării sunt egale.
Dovada.
Fie drepte paralele a și b care sunt intersectate de o dreaptă secantă c. Linia c intersectează linia a în punctul A și linia b în punctul B. Să trasăm linia a1 prin punctul A astfel încât liniile a1 și b cu transversală c să formeze unghiuri interne egale situate transversal. După criteriul paralelismului dreptelor, dreptele a1 și b sunt paralele. Și din moment ce doar o singură dreaptă paralelă cu b poate fi trasă prin punctul A, atunci a și a1 coincid.
Aceasta înseamnă că unghiurile transversale interne formate de liniile a și b sunt egale. Teorema a fost demonstrată.
Pe baza teoremei se demonstrează:
Dacă două drepte paralele sunt intersectate de o a treia linie, atunci unghiurile corespunzătoare sunt egale.
Dacă două drepte paralele sunt intersectate de o a treia linie, atunci suma unghiurilor interioare unilaterale este de 180º

Pe un plan, liniile se numesc paralele dacă nu au puncte comune, adică nu se intersectează. Pentru a indica paralelismul, utilizați o pictogramă specială || (linii paralele a || b).

Pentru liniile care se află în spațiu, cerința că nu există puncte comune nu este suficientă - pentru ca acestea să fie paralele în spațiu, trebuie să aparțină aceluiași plan (altfel se vor intersecta).

Nu trebuie să mergeți departe pentru exemple de linii paralele; ele ne însoțesc peste tot, într-o cameră - acestea sunt liniile de intersecție a peretelui cu tavanul și podeaua, pe o foaie de caiet - margini opuse etc.

Este destul de evident că, având două linii paralele și o a treia linie paralelă cu una dintre primele două, va fi și paralelă cu a doua.

Dreptele paralele pe un plan sunt legate printr-o afirmație care nu poate fi demonstrată folosind axiomele planimetriei. Se acceptă ca fapt, ca axiomă: pentru orice punct din plan care nu se află pe o dreaptă, există o dreaptă unică care trece prin el paralelă cu cea dată. Fiecare elev de clasa a șasea cunoaște această axiomă.

Generalizarea sa spațială, adică afirmația că pentru orice punct din spațiu care nu se află pe o dreaptă, există o dreaptă unică care trece prin el paralel cu cea dată, este ușor de demonstrat folosind axioma deja cunoscută a paralelismului pe avion.

Proprietățile dreptelor paralele

• Dacă oricare dintre cele două linii paralele este paralelă cu a treia, atunci ele sunt reciproc paralele.

Liniile paralele atât în ​​plan cât și în spațiu au această proprietate.
Ca exemplu, luați în considerare justificarea sa în stereometrie.

Să presupunem că liniile b și linia a sunt paralele.

Cazul în care toate liniile drepte se află în același plan va fi lăsat la planimetrie.

Să presupunem că a și b aparțin planului beta, iar gamma este planul căruia îi aparțin a și c (prin definiția paralelismului în spațiu, liniile drepte trebuie să aparțină aceluiași plan).

Dacă presupunem că planurile beta și gama sunt diferite și marchează un anumit punct B pe linia b față de planul beta, atunci planul trasat prin punctul B și linia c trebuie să intersecteze planul beta într-o linie dreaptă (să-l notăm b1) .

Dacă linia dreaptă rezultată b1 intersectează planul gamma, atunci, pe de o parte, punctul de intersecție ar trebui să se afle pe a, deoarece b1 aparține planului beta și, pe de altă parte, ar trebui să aparțină și lui c, deoarece b1 aparține celui de-al treilea plan.
Dar liniile paralele a și c nu ar trebui să se intersecteze.

Astfel, linia b1 trebuie să aparțină planului betta și, în același timp, să nu aibă puncte comune cu a, prin urmare, conform axiomei paralelismului, coincide cu b.
Am obținut o dreaptă b1 care coincide cu dreapta b, care aparține aceluiași plan cu dreapta c și nu o intersectează, adică b și c sunt paralele

• Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, doar o singură dreaptă poate trece paralelă cu dreapta dată.

• Două drepte situate pe un plan perpendicular pe al treilea sunt paralele.

• Dacă planul intersectează una dintre cele două drepte paralele, a doua linie intersectează, de asemenea, același plan.

• Unghiurile interne corespondente și transversale formate prin intersecția a două drepte paralele cu o treime sunt egale, suma unghiurilor interne unilaterale formate este de 180°.

Sunt adevărate și afirmațiile inverse, care pot fi luate ca semne ale paralelismului a două drepte.

Condiție pentru linii paralele

Proprietățile și caracteristicile formulate mai sus reprezintă condițiile pentru paralelismul liniilor și pot fi dovedite prin metodele geometriei. Cu alte cuvinte, pentru a demonstra paralelismul a două drepte existente, este suficient să se demonstreze paralelismul lor cu o a treia dreaptă sau egalitatea unghiurilor, fie ele corespunzătoare sau transversale etc.

Pentru demonstrație, ei folosesc în principal metoda „prin contradicție”, adică cu presupunerea că liniile nu sunt paralele. Pe baza acestei presupuneri, se poate demonstra cu ușurință că în acest caz condițiile specificate sunt încălcate, de exemplu, unghiurile interne situate unul peste altul se dovedesc a fi inegale, ceea ce demonstrează incorectitudinea ipotezei făcute.

Menținerea confidențialității dvs. este importantă pentru noi. Din acest motiv, am dezvoltat o Politică de confidențialitate care descrie modul în care folosim și stocăm informațiile dumneavoastră. Vă rugăm să examinați practicile noastre de confidențialitate și să ne comunicați dacă aveți întrebări.

Colectarea și utilizarea informațiilor personale

Informațiile personale se referă la date care pot fi folosite pentru a identifica sau contacta o anumită persoană.

Vi se poate cere să furnizați informațiile dumneavoastră personale în orice moment când ne contactați.

Mai jos sunt câteva exemple de tipuri de informații personale pe care le putem colecta și cum putem folosi aceste informații.

Ce informații personale colectăm:

• Când trimiteți o cerere pe site, este posibil să colectăm diverse informații, inclusiv numele, numărul de telefon, adresa de e-mail etc.

Cum folosim informațiile dumneavoastră personale:

• Informațiile personale pe care le colectăm ne permit să vă contactăm cu oferte unice, promoții și alte evenimente și evenimente viitoare.
• Din când în când, putem folosi informațiile dumneavoastră personale pentru a trimite notificări și comunicări importante.
• De asemenea, putem folosi informații personale în scopuri interne, cum ar fi efectuarea de audituri, analize de date și diverse cercetări pentru a îmbunătăți serviciile pe care le oferim și pentru a vă oferi recomandări cu privire la serviciile noastre.
• Dacă participați la o tragere la sorți, la un concurs sau la o promoție similară, este posibil să folosim informațiile pe care le furnizați pentru a administra astfel de programe.

Dezvăluirea informațiilor către terți

Nu dezvăluim informațiile primite de la dumneavoastră către terți.

Excepții:

• Dacă este necesar - în conformitate cu legea, procedura judiciară, în procedurile judiciare și/sau pe baza solicitărilor publice sau a solicitărilor din partea autorităților guvernamentale de pe teritoriul Federației Ruse - de a vă dezvălui informațiile personale. De asemenea, putem dezvălui informații despre dumneavoastră dacă stabilim că o astfel de dezvăluire este necesară sau adecvată pentru securitate, aplicarea legii sau alte scopuri de importanță publică.
• În cazul unei reorganizări, fuziuni sau vânzări, este posibil să transferăm informațiile personale pe care le colectăm terței părți succesoare aplicabile.

Protecția informațiilor personale

Luăm măsuri de precauție - inclusiv administrative, tehnice și fizice - pentru a vă proteja informațiile personale împotriva pierderii, furtului și utilizării greșite, precum și împotriva accesului, dezvăluirii, modificării și distrugerii neautorizate.

Respectarea vieții private la nivelul companiei

Pentru a ne asigura că informațiile dumneavoastră personale sunt în siguranță, comunicăm angajaților noștri standarde de confidențialitate și securitate și aplicăm strict practicile de confidențialitate.