а) Доказать, что А₁, М₁ и В лежат на одной прямой.
Доказательство:
Поскольку прямые AA₁ и MM₁ параллельны, то они лежат в одной плоскости, обозначим ее как β. Отрезок AB лежит в плоскости, которая пересекает плоскость α в точке В. Тогда A₁, M₁ и B лежат на линии пересечения плоскостей α и β, следовательно, они лежат на одной прямой.
б) Найти длину отрезка AB, если AA₁ : MM₁ = 3 : 2, AM = 6.
Пусть AA₁ = 3x, MM₁ = 2x.
Рассмотрим подобные треугольники: ΔBAA₁ ~ ΔBMM₁ (по двум углам, т.к. углы при вершине B общие, углы при AA₁ и MM₁ равны, т.к. AA₁ || MM₁).
Тогда:
$$\frac{BA}{BM} = \frac{AA_1}{MM_1} = \frac{3x}{2x} = \frac{3}{2}$$Пусть BM = 2y, тогда BA = 3y.
AM = BA - BM = 3y - 2y = y.
AM = 6, значит y = 6.
Тогда BA = 3y = 3 × 6 = 18.
Ответ: AB = 18.
Дано: α || BC, AK = BK, K ∈ α (рис. 6).
Доказать: α ∩ AC = M; AM = CM.
Доказательство:
Т.к. AK = BK, то K – середина отрезка AB.
Через параллельные прямые BC и плоскость α можно провести плоскость β. Эта плоскость пересечет плоскость Δ ABC по прямой KM. K ∈ α, BC || α, следовательно KM || BC.
В Δ ABC: KM || BC, AK = BK, следовательно KM – средняя линия Δ ABC.
Тогда AM = CM, значит M – середина AC. α ∩ AC = M.
Ответ: Доказано.
Дан Δ MKP. Плоскость, параллельная прямой MK, пересекает MP в точке M₁, PK – в точке K₁.
Найти M₁K₁, если MP : M₁P = 12 : 5, MK = 18 см.
Решение:
Т.к. плоскость, параллельная MK, пересекает MP в точке M₁, PK – в точке K₁, то M₁K₁ || MK.
Тогда Δ PM₁K₁ ~ Δ PMK (по двум углам, т.к. угол P общий, ∠PM₁K₁ = ∠PMK, т.к. M₁K₁ || MK).
$$\frac{M_1K_1}{MK} = \frac{M_1P}{MP}$$По условию: MP : M₁P = 12 : 5. Обозначим MP = 12x, M₁P = 5x. Тогда:
$$\frac{M_1P}{MP} = \frac{5x}{12x} = \frac{5}{12}$$MK = 18 см, тогда:
$$\frac{M_1K_1}{18} = \frac{5}{12}$$M₁K₁ = (5 × 18) / 12 = 7.5 см.
Ответ: M₁K₁ = 7.5 см.