Задача
В пространство введены 4 попарно скрещивающиеся прямые,l1,l2,l3,l4, причём никакие три из них не параллельны одной плоскости. Провести плоскостьPтак, чтобы точкиA1,A2,A3,A4пересечения этих прямых сPобразовывали параллелограмм. Сколько прямых заметают центры таких параллелограммов?
Решение
Будем искать плоскости $\alpha$, для которых четырёхугольник A1A2A3A4 — параллелограмм. Для этого необходимо и достаточно, чтобы середина отрезка A1A3совпадала с серединой отрезка A2A4. По определению середина отрезка A1A3лежит в серединной плоскости прямых l1и l3, а середина отрезка A2A4 — в серединной плоскости прямых l2и l4. По условию никакие три прямые не параллельны одной плоскости, а значит^ эти серединные плоскости не параллельны и не совпадают. Обозначив через lпрямую их пересечения, получим, что общая середина отрезков A1A3и A2A4есть точка пересечения плоскости $\alpha$с прямой l. Докажем, что для каждой точки L$\in$lнайдётся ровно одна плоскость $\alpha$, проходящая через точку L, для которой четырёхугольник A1A2A3A4 — параллелограмм. Это следует из того, что каждая точка серединной плоскости двух скрещивающихся прямых является серединой ровно одного отрезка с концами на этих прямых (таким образом, выбор отрезков A1A3и A2A4возможен и однозначен), а через две пересекающиеся прямые можно провести ровно одну плоскость.
Таким образом, для каждого выбора того, какие вершины в параллелограмме, образованном Ai,i= 1,..., 4, противоположны, все искомые плоскости параметризуются точками прямой пересечения серединных плоскостей пар прямых, соответствующих противоположным вершинам.
Ответ
3
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь