Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Stereometria – geometria przestrzenna

Proste i płaszczyzny w przestrzeniPodstawa

Ściany, krawędzie i podpory budynku pokazują, że proste i płaszczyzny mogą się przecinać, być równoległe albo nie spotkać się mimo różnych kierunków. Zrozumienie tych relacji pozwala sprawnie analizować bryły, przekroje i zadania przestrzenne.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


W przestrzeni dwie proste mogą się przecinać, być równoległe albo skośne. Proste skośne nie przecinają się i nie można umieścić ich w jednej płaszczyźnie.

Pojęcia, od których zaczynamy

Płaszczyznę wyobrażamy sobie jako płaską powierzchnię rozciągającą się bez końca. Ściana bryły jest tylko jej ograniczonym fragmentem. Podobnie krawędź jest odcinkiem leżącym na nieskończonej prostej. Analizując wzajemne położenie, uwzględniamy te przedłużenia, nie tylko narysowane fragmenty.

Na płaszczyźnie różne nieprzecinające się proste są równoległe. W przestrzeni istnieje dodatkowa możliwość: jedna biegnie „wyżej” i w innym kierunku, tak że nie spotka drugiej. To proste skośne. Przecięcie ich obrazów na płaskim rysunku nie musi oznaczać przecięcia w przestrzeni.

Zasady i wzory

W przestrzeni proste mogą być przecinające się, równoległe albo skośne. Prosta i płaszczyzna mogą się przecinać, być równoległe lub prosta może leżeć w płaszczyźnie.

  • Proste skośne nie przecinają się i nie leżą w jednej płaszczyźnie.
  • Prosta prostopadła do płaszczyzny jest prostopadła do każdej prostej tej płaszczyzny przechodzącej przez punkt przebicia.
  • Dwie różne płaszczyzny mogą być równoległe albo przecinać się w prostej.
\[l\perp\pi,\quad m\subset\pi,\quad P\in l\cap m\quad\Longrightarrow\quad l\perp m\]

\(\pi\) oznacza tu płaszczyznę, \(l,m\) proste, a \(P\) punkt przebicia płaszczyzny. Prosta prostopadła do płaszczyzny jest prostopadła do każdej prostej tej płaszczyzny przechodzącej przez punkt przebicia.

Jak czytać rysunek?

Równoległe, przecinające się, skośneProstopadłościan z podpisami podstaw ABCD i EFGH. Wyróżniono skośne AB i CG.Równoległe, przecinające się, skośneABCDEFGHAB i CG: proste skośne

Na rysunku prostopadłościanu dolna podstawa to \(ABCD\), a górna \(EFGH\); pionowe pary to \(A,E\), \(B,F\), \(C,G\), \(D,H\). Proste \(AB\) i \(EF\) są równoległe. Proste \(AB\) i \(BF\) przecinają się w \(B\). Proste \(AB\) i \(CG\) są skośne: mają różne kierunki i nie mają wspólnego punktu.

Przykład krok po kroku

W prostopadłościanie wskaż relację między dwiema przeciwległymi krawędziami pionowymi.

  1. Ustal kierunki krawędzi.Obie są prostopadłe do płaszczyzny podstawy.
  2. Zastosuj własność prostych prostopadłych do tej samej płaszczyzny.\(k_1\parallel k_2\)
  3. Podaj relację.Krawędzie są równoległe.

Typowy błąd

Dwie proste bez punktu wspólnego mogą być skośne.

Brak punktu wspólnego oznacza zawsze równoległość.W przestrzeni proste mogą nie być współpłaszczyznowe.
Równoległe proste muszą leżeć w jednej płaszczyźnie.

Dodatkowy przykład i kontrola

Prosta może leżeć w płaszczyźnie, przecinać ją w jednym punkcie albo być do niej równoległa i rozłączna. Dwie różne płaszczyzny są równoległe albo przecinają się w prostej. Nie przecinają się tylko w jednym punkcie.

Aby wykazać prostopadłość prostej do płaszczyzny, wystarczy wykazać jej prostopadłość do dwóch przecinających się prostych tej płaszczyzny, przechodzących przez punkt przebicia. Jedna taka prosta nie wystarcza. Nie utożsamiaj też braku przecięcia z prostopadłością: prostopadłość dotyczy kierunków tworzących kąt prosty.

Najczęstsze pytania

Czym proste skośne różnią się od równoległych?
Skośne nie leżą w jednej płaszczyźnie. Równoległe można umieścić w jednej płaszczyźnie i mają ten sam kierunek.
Czy dwie różne płaszczyzny mogą przeciąć się tylko w punkcie?
Nie. Jeśli nie są równoległe, przecinają się wzdłuż całej prostej.

Poćwicz

ABCD

Jak nazywamy dwie proste, które nie przecinają się i nie leżą w jednej płaszczyźnie?

ABCD

Dwie różne proste są prostopadłe do tej samej płaszczyzny. Jak są położone względem siebie?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Dwie różne płaszczyzny prostopadłe do tej samej prostej są …”.

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Prosta i płaszczyzna, które nie mają punktów wspólnych, są …”.

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „Dwie proste, które się nie przecinają w przestrzeni, są zawsze równoległe.”?

ABCD

Prosta nie ma punktów wspólnych z płaszczyzną. Jakie jest ich wzajemne położenie?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)