Для того чтобы утверждать, что плоскости α и β параллельны, необходимо, чтобы прямые a и b были параллельны друг другу.
a) Для того чтобы ABCD был ромбом, необходимо, чтобы точка пересечения отрезков AC и BD была серединой каждого из них.
б) Доказательство:
Пусть A₁A₂ = B₂B₃ = x. Тогда A₂A₃ = 16 см и B₁B₂ = 4 см. Необходимо найти A₁A₃ и B₁B₃.
Используем свойство параллельных плоскостей и пропорциональности отрезков:
\[\frac{A_1A_2}{A_2A_3} = \frac{B_2B_3}{B_1B_2}\]Подставляем известные значения:
\[\frac{x}{16} = \frac{x}{4}\]Из этого следует, что x = A₁A₂ = B₂B₃ = 0, что невозможно, так как A₂A₃ = 16 см и B₁B₂ = 4 см.
Предположим, что условие A₁A₂ = B₂B₃ ошибочно, и должно быть A₁A₂ = x, B₂B₃ = y.
Тогда
\[\frac{A_1A_2}{A_2A_3} = \frac{B_2B_3}{B_1B_2} \Rightarrow \frac{x}{16} = \frac{y}{4} \Rightarrow y = \frac{x}{4} \Rightarrow x = 4y\]Тогда A₁A₂ = 4y, B₂B₃ = y. Но в условии сказано, что A₁A₂ = B₂B₃, значит, условие задачи противоречиво.
Если предположить, что A₁A₂ = B₂B₃ = x, то получим:
A₁A₃ = A₁A₂ + A₂A₃ = x + 16
B₁B₃ = B₁B₂ + B₂B₃ = 4 + x
Так как A₁A₂ = B₂B₃, то A₁A₂ = B₂B₃ = 8 см.
Тогда A₁A₃ = 8 + 16 = 24 см
И B₁B₃ = 4 + 8 = 12 см
Ответ: A₁A₃ = 24 см, B₁B₃ = 12 см