Punctele A,,B,,C,,D sunt necoliniare oricare trei dintre ele, dar toate patru aparțin aceluiași plan. Câte plane distincte determină cele 4 puncte, luate câte trei?
Arată răspunsul
Răspuns: Un singur plan.
Arată rezolvarea
Orice triplet din cele patru puncte determină același plan, pentru că toate patru sunt coplanare: planele determinate de (ABC),,(ABD),,(ACD),,(BCD) coincid.
Dreapta d este paralelă cu planul α.. Poate exista un punct al lui d care aparține lui α??
Arată răspunsul
Răspuns: Nu.
Arată rezolvarea
„Paralelă cu planul” înseamnă, prin definiție, fără niciun punct comun. Dacă un punct al lui d ar aparține lui α,,d ar fi conținută în α sau concurentă cu el, nu paralelă.
Un elev spune: „Dacă două drepte nu sunt paralele, atunci sigur se intersectează.” Găsește contraexemplul și explică unde greșește raționamentul.
Arată răspunsul
Răspuns: Contraexemplu: două drepte necoplanare. Nu sunt paralele (direcții diferite) și totuși nu se intersectează.
Arată rezolvarea
Raționamentul e valabil doar în plan, unde există doar două opțiuni: secante sau paralele. În spațiu mai există a treia opțiune, necoplanare, care nu e nici secantă, nici paralelă.
Planele α și β sunt secante, cu dreapta comună d.. Dreapta e este conținută atât în α,, cât și în β.. Ce se poate spune despre e și d??
Arată răspunsul
Răspuns:e coincide cu d..
Arată rezolvarea
Dacă e este conținută în amândouă planele, orice punct al ei este comun celor două plane, deci aparține mulțimii lor comune, care este exact dreapta d.. Cum două drepte distincte nu pot avea toate punctele comune, e=d..
Pe cubul ABCD–EFGH,, identifică o pereche de muchii necoplanare, alta decât AB și DH din exemplul rezolvat, și justifică de ce sunt necoplanare.
Arată răspunsul
Răspuns: De exemplu, BC și AE..
Arată rezolvarea
BC este pe fața de jos, AE este o muchie verticală ce pleacă din colțul opus lui C pe acea față; nu au niciun punct comun și nu au aceeași direcție (una orizontală, una verticală, în plane diferite ale cubului), deci sunt necoplanare.
Explică, în cuvinte proprii, de ce condiția „dreaptă și punct exterior ei” determină un plan unic, folosind ideea de la „trei puncte necoliniare”.
Arată răspunsul
Răspuns: Ia orice două puncte distincte ale dreptei, plus punctul exterior: obții trei puncte necoliniare (punctul exterior nu poate fi pe aceeași dreaptă), care determină un plan unic prin regula de bază.
Arată rezolvarea
Regulile 2, 3 și 4 se reduc, de fapt, la regula 1 (trei puncte necoliniare): oricare ai alege, poți extrage din ele trei puncte care nu sunt coliniare.