Для доказательства этих утверждений можно использовать аксиомы и теоремы геометрии.
1. Доказательство существования перпендикуляра:
- Через любую точку вне прямой можно провести прямую, перпендикулярную данной прямой. Это основная аксиома геометрии.
- Возьмем точку Q вне прямой MN.
- По аксиоме, через точку Q можно провести перпендикуляр к прямой MN.
2. Доказательство единственности перпендикуляра:
- Предположим, что через точку Q можно провести два различных перпендикуляра к прямой MN, например, QW и QW₁.
- Тогда углы QWM и QW₁M оба прямые (равны 90°).
- В треугольнике QW₁W сумма углов должна быть равна 180°.
- Но если углы QW₁M и QWM прямые, то угол WQW₁ должен быть равен 0°, что невозможно, так как это подразумевает, что QW и QW₁ – одна и та же прямая.
- Следовательно, наше предположение неверно, и через точку Q можно провести только один перпендикуляр к прямой MN.
Таким образом, доказано, что через точку Q можно провести перпендикуляр к прямой MN, и этот перпендикуляр единственный.