Аксиомы стереометрии, 10 класс: примеры с решением

Три аксиомы стереометрии и их следствия: что они утверждают, как записывать их символами и как применять в задачах про точки, прямые и плоскости. Ниже разбор задачи и частые ошибки.

55 заданий10 класс
Геометрия10 класс3 заданияКуб: пересечение прямой с плоскостью, линия пересечения плоскостей, длины отрезков

Дан куб ABCDA₁B₁C₁D₁, P ∈ BB₁, B₁P = PB. 1) Как построить точку пересечения плоскости ABC с прямой D₁P? 2) Как построить линию пересечения плоскостей AD₁P и…

Геометрия10 класс5 заданийПрямая пересечения двух плоскостей в кубе

На рисунке 3 изображён куб ABCDA₁B₁C₁D₁. Укажите прямую пересечения плоскостей A₁BC и ABB₁.

Геометрия10 класс3 заданияАксиомы стереометрии, точки и прямые в одной плоскости

Прямые a и b пересекаются в точке O. A ∈ a, B ∈ b; Y ∈ AB. Докажите, что прямые a и b и точка Y лежат в одной плоскости.

Геометрия10 классАксиомы стереометрии: точки трапеции в плоскости

Дана трапеция ABCD, O — точка пересечения её диагоналей. Известно, что точки A, B и O лежат в плоскости α. Докажите, что точки C и D также лежат в плоскости α.

Геометрия10 класс4 заданияСимволическая запись и рисунок

Запишите символически и сделайте рисунок по условию: «Прямая AM лежит в плоскости α, а прямые CK и CB пересекают плоскость α в одной точке, не принадлежащей…

Геометрия10 класс5 заданийАксиомы стереометрии: плоскости через три точки

Даны точки A, B и C такие, что AB = 12 см, BC = 19 см, AC = 7 см. Сколько плоскостей можно провести через точки A, B и C? Ответ обоснуйте.

Геометрия10 класс6 заданийЧертёж: три прямые с общей точкой в одной плоскости

Выполните чертёж к задаче. Прямые a, в, и с имеют общую точку O и лежат в одной плоскости.

Геометрия10 класс6 заданийТри прямые с общей точкой, не лежащие в одной плоскости

Выполните чертеж к задаче. Прямые a, b и c имеют общую точку O, но не существует плоскости, в которой лежат все эти три прямые.

Геометрия10 классСимволы принадлежности и включения в стереометрии

Каким символом обозначается принадлежность прямой к плоскости? Выберите верный вариант ответа: ⊂, ∈, ∉, ∪, ∩.

Геометрия10 класс5 заданийРабота с пространственным чертежом: куб

Рассмотрите куб ABCD A₁B₁C₁D₁ и ответьте на вопросы. а) Назовите две плоскости, в которых лежит прямая AB. б) Назовите две плоскости, в которых лежит прямая…

Геометрия10 классОбъёмные и плоские фигуры

Скажите: чем объёмная фигура отличается от плоской? А. Объёмная фигура просто занимает больше места на плоскости. Б. У объмной фигуры три пространственных…

Геометрия10 класс20 заданийИзображение прямых и точек

Изобразите две пересекающиеся в точке O прямые a и b и точки A, B, K, причем точка A принадлежит прямой a, B принадлежит прямой b, точка K не принадлежит…

Геометрия10 классСимволическая запись утверждения о прямых в плоскости

Укажи символьную запись утверждения. «Если прямые a и b лежат в одной плоскости α и не параллельны, то они пересекаются». Выбери верный вариант. 1) Если a ∈ α…

Геометрия10 классАксиомы стереометрии, плоскости через пересекающиеся прямые

Пять прямых пересекаются в одной точке, но никакие три не лежат в одной плоскости. Сколько различных плоскостей можно провести так, чтобы каждая из них…

Геометрия10 классПлоскости через пары прямых, пересекающихся в одной точке

Четыре прямые пересекаются в одной точке, но никакие три не лежат в одной плоскости. Сколько различных плоскостей можно провести так, чтобы каждая из них…

Геометрия10 классТочка пересечения высот и плоскости через прямую

Дан треугольник ABC. Известно, что через прямую AB и точку пересечения высот треугольника можно провести как минимум две различных плоскости. Найди угол C…

Геометрия7 классТочка пересечения высот треугольника

Дан треугольник ABC. Известно, что через прямую AB и точку пересечения высот треугольника можно провести как минимум две различные плоскости. Найди угол C…

Геометрия10 классТочки, прямые и плоскости: принадлежность

Ответь на вопросы с помощью рисунка. Выбери верный вариант ответа из списка. Принадлежит ли точка A плоскости α? Может ли точка C лежать в плоскости α?…

Геометрия10 классВзаимное расположение точек, прямых и плоскости

Ответь на вопросы с помощью рисунка. Выбери верный вариант ответа из списка. На рисунке: S∉α, M∈α, N∈α, K∈α. Принадлежит ли точка B плоскости α? Может ли точка…

Геометрия10 классВзаимное расположение точек, прямых и плоскости

Укажи утверждения, однозначно следующие из рисунка. Выбери один или несколько верных вариантов. A∈α; BC ∥ MN; BC⊂α; AM∩α

Геометрия10 классРасположение точек и прямых относительно плоскости

Укажи утверждения, однозначно следующие из рисунка. Выбери один или несколько верных вариантов. MN ⊂ α; AM ∩ BC; BC ⊂ α; N ∈ α.

Геометрия10 классПересечение плоскостей, следствия из условия

Выбери одно или несколько утверждений, следующих из такого условия: «Если две плоскости α и β пересекаются по прямой a, то…» - любая прямая, принадлежащая α…

Геометрия10 классПересечение плоскостей, прямая и плоскость

Выбери одно или несколько утверждений, следующих из такого условия: «Если две плоскости α и β пересекаются по прямой a, то…» 1) любая прямая, принадлежащая α…

Геометрия10 классСпособы задания плоскости

Какими способами можно задать плоскость? Выбери один или несколько верных вариантов ответа. - Через три точки, не лежащие на одной прямой - Через две…

Геометрия10 классСпособы задания плоскости

Какими способами можно задать плоскость? Выбери один или несколько верных вариантов ответа. - Через три точки - Через две параллельные прямые - Через прямую и…

Геометрия10 классПересечение прямой и плоскости в параллелепипеде

Ответь на вопрос, исходя из данных рисунка. Какой прямой принадлежит точка пересечения прямой MN и плоскости (A₁B₁C₁)? Выбери верный вариант: A₁B₁; A₁D₁; A₁A…

Геометрия10 классПрямая пересечения плоскостей в параллелепипеде

Пользуясь рисунком, укажи прямую пересечения плоскостей (ADM) и (ECD₁). Выбери верный вариант: MN, AD, DD₁, ME (видны не все варианты ответа).

Геометрия10 классПрямая пересечения плоскостей в пирамиде

Пользуясь рисунком, укажи прямую пересечения плоскостей (SCK) и (SPB). Выбери верный вариант: BC, SK, PC, PB.

Геометрия10 классПринадлежность точки плоскости в параллелепипеде

Пользуясь рисунком, укажи плоскости, которым принадлежит точка N. Выбери один или несколько верных вариантов. (EMN); (ABD); (A₁B₁C₁); (D₁C₁E); (MAD₁)

Геометрия10 классПринадлежность точки плоскости в параллелепипеде

Пользуясь рисунком, укажи плоскости, которым принадлежит точка N. Выбери один или несколько верных вариантов. (EMN), (ABD), (A₁B₁C₁), (D₁C₁E), (MAD₁)

Геометрия10 классОсновные фигуры стереометрии

Укажи фигуры, которые не являются фундаментальными в стереометрии. Выбери один или несколько правильных вариантов. 1) прямая b 2) луч с началом в точке B 3)…

Геометрия10 классОсновные фигуры стереометрии

Укажи фигуры, которые не являются фундаментальными в стереометрии. Выбери один или несколько правильных вариантов. 1) прямая b (на рисунке — линия с подписью…

Геометрия10 классОсновные фигуры в пространстве

Какие геометрические фигуры являются основными в пространстве? Выбери один или несколько правильных вариантов. Луч; Прямая; Треугольник; Окружность; Вершина…

Геометрия10 классПринадлежность точки пересечения прямых плоскостям

Дана пирамида SABCD, M ∈ SD, N ∈ SC. Каким плоскостям принадлежит точка пересечения прямых MN и CD? Выбери один или несколько верных вариантов: (SBC), (SCD)…

Геометрия10 классАксиомы стереометрии, плоскости через пересекающиеся прямые

Какое наибольшее количество различных плоскостей можно провести через три попарно пересекающиеся прямые, не проходящие через одну точку?

Аксиомы стереометрии: три утверждения, на которых держится курс 10 класса

Планиметрия изучает фигуры на одной плоскости. В стереометрии появляются точки, прямые и плоскости в пространстве, и сначала нужно договориться, как они связаны между собой. Эти договорённости принимают без доказательства, их и называют аксиомами. Все остальные факты курса выводят из них.

В большинстве учебников для 10 класса аксиом три. Нумерация может отличаться, поэтому ориентируйся на формулировку.

  • Аксиома 1. Через любые три точки, не лежащие на одной прямой, проходит плоскость, и притом только одна.
  • Аксиома 2. Если две точки прямой лежат в плоскости, то все точки этой прямой лежат в этой плоскости.
  • Аксиома 3. Если две различные плоскости имеют общую точку, то они пересекаются по прямой, проходящей через эту точку.

Первая аксиома говорит, что три точки (не на одной прямой) однозначно задают плоскость. Так устроен устойчивый табурет на трёх ножках: он не качается, а с четырьмя может. Вторая аксиома показывает, когда прямая целиком лежит в плоскости: достаточно двух её точек. Третья описывает пересечение двух плоскостей, например двух стен комнаты: они встречаются по прямой, углу.

Следствия из аксиом стереометрии

Из трёх аксиом выводят теоремы, которые называют следствиями. Они нужны в задачах постоянно.

  • Через прямую и не лежащую на ней точку проходит плоскость, и только одна.
  • Через две пересекающиеся прямые проходит плоскость, и только одна.

Первое следствие получается так: на прямой берут две точки, добавляют третью, не лежащую на ней, и применяют аксиому 1. Для второго следствия берут точку пересечения, ещё по точке на каждой прямой и снова применяют аксиому 1. Через две параллельные прямые тоже проходит ровно одна плоскость, но это считается определением параллельных прямых в пространстве. Подробнее о них в теме параллельность в пространстве.

Как записывать точки, прямые и плоскости символами

В заданиях по теме почти всегда нужны обозначения. Точки обозначают заглавными латинскими буквами, прямые строчными или двумя точками (a, AB), плоскости греческими буквами (α, β) или тремя точками, например (ABC).

  • A ∈ α: точка A принадлежит плоскости α. Если не принадлежит, пишут A ∉ α.
  • a ⊂ α: прямая a лежит в плоскости α.
  • a ∩ b = O: прямые a и b пересекаются в точке O.
  • a ∩ α = M: прямая a пересекает плоскость α в точке M.
  • α ∩ β = c: плоскости α и β пересекаются по прямой c.

Символ ∈ связывает точку с фигурой, а ⊂ связывает фигуры между собой: прямую с плоскостью, отрезок с прямой. Если в задании спрашивают, каким символом обозначается принадлежность прямой плоскости, ответ ⊂.

Разбор задачи: докажи, что точка лежит в плоскости

Условие. Плоскость α проходит через вершины A, B и C параллелограмма ABCD. Докажи, что вершина D тоже лежит в α.

Шаг 1. Диагонали параллелограмма пересекаются в точке O. Точки A и C лежат в α, значит, по аксиоме 2 вся прямая AC лежит в α. Точка O лежит на AC, поэтому O ∈ α.

Шаг 2. Точки B и O тоже лежат в α, и они различны, потому что B не лежит на AC. По аксиоме 2 прямая BO лежит в α.

Шаг 3. Прямая BO содержит диагональ BD, а значит, и точку D. Все точки прямой BO лежат в α, поэтому D ∈ α.

Вывод. Весь параллелограмм лежит в одной плоскости. Приём тот же и в других задачах: найди две точки, которые точно лежат в плоскости, и пропусти через них прямую, тогда вся прямая окажется в плоскости.

Если нужно найти линию пересечения двух плоскостей на рисунке пирамиды или куба, ищи две общие точки этих плоскостей. Прямая через них и будет ответом по аксиоме 3.

Где ошибаются чаще всего

  • Три точки всегда задают плоскость. Это верно, только если точки не лежат на одной прямой. Если лежат, плоскостей через них бесконечно много.
  • Две плоскости с общей точкой имеют только эту точку. По аксиоме 3 у них обязательно есть общая прямая. Плоскости пересекаются по прямой, а не в точке.
  • Путаница ∈ и ⊂. Запись A ⊂ α неверна, надо A ∈ α. И наоборот, a ∈ α для прямой писать нельзя, правильно a ⊂ α.
  • Одна общая точка прямой и плоскости. Если известно только, что A ∈ α и A ∈ a, ничего определённого сказать нельзя: прямая может пересекать плоскость или лежать в ней. Лежит она в плоскости, если общих точек хотя бы две.
  • Выводы из рисунка без оснований. Две прямые на чертеже не обязательно пересекаются, даже если выглядят так. Пересечение подтверждают общей точкой, лежащей в одной плоскости с обеими прямыми.

Какие задания по теме присылают ученики

По аксиомам стереометрии чаще всего присылают задания по рисунку куба, параллелепипеда или пирамиды: назвать плоскости, которым принадлежит точка, найти прямую пересечения плоскостей, проверить, верна ли запись. Ещё встречаются тесты и самостоятельные на верно-неверно, доказательства про параллелограмм или треугольник и чертежи по условию, например двух пересекающихся прямых и точек на них.

Посмотри список заданий выше: скорее всего, там есть похожее с полным ходом решения. Если своего не нашлось, сфотографируй задание и получи решение по шагам. Для задач по рисунку фото надо делать так, чтобы все буквы вершин были видны. Дальше по теме идут сечения многогранников, где те же аксиомы используют для построений, и общий раздел про многогранники.

Частые вопросы

Сколько аксиом в стереометрии?

В школьном курсе 10 класса три основные аксиомы: о плоскости через три точки, о прямой, две точки которой лежат в плоскости, и о пересечении двух плоскостей по прямой. Нумерация в разных учебниках может отличаться.

Сколько плоскостей можно провести через три точки?

Если точки не лежат на одной прямой, ровно одну. Если лежат на одной прямой, то бесконечно много.

Какие следствия вытекают из аксиом стереометрии?

Через прямую и не лежащую на ней точку проходит единственная плоскость. Через две пересекающиеся прямые тоже проходит единственная плоскость.

Чем отличается знак ∈ от знака ⊂?

Знак ∈ показывает, что точка принадлежит фигуре, например A ∈ α. Знак ⊂ показывает, что одна фигура лежит в другой, например a ⊂ α для прямой и плоскости.

Что делать, если через прямую a и точку A можно провести две разные плоскости?

Это возможно, только когда точка A лежит на прямой a. Если бы A не лежала на a, плоскость была бы единственной по следствию из аксиом.

Аксиомы стереометрии, 10 класс: примеры с решением | ДЗмэн