- Чтобы доказать, что прямая AD параллельна плоскости, в которой лежат середины сторон CD и AB параллелограмма ABCD, рассмотрим следующие рассуждения:
- Параллелограмм ABCD имеет свойства: противоположные стороны параллельны и равны.
- Пусть середины сторон CD и AB обозначены как M и N соответственно.
- Прямые MN и AD параллельны, так как M и N середины противоположных сторон параллелограмма. Это следует из свойства параллелограмма, что линия, соединяющая середины противоположных сторон, параллельна этим сторонам.
- Поскольку M и N лежат в плоскости, то линия MN также лежит в этой плоскости.
- Следовательно, прямая AD, параллельная MN, также параллельна плоскости, в которой лежат точки M и N (так как параллельность прямой и плоскости означает, что прямая не пересекает плоскость).
Таким образом, прямая AD параллельна плоскости, содержащей середины сторон CD и AB.
- Чтобы доказать, что любые три из точек A, B, C и D не лежат в одной плоскости, рассмотрим следующее:
- Точки A, B, C и D не лежат в одной плоскости по условию задачи.
- Рассмотрим любые три точки, например, A, B и C.
- Если бы эти три точки не могли быть вершинами треугольника, то они должны были бы лежать на одной прямой. Однако это противоречит тому, что точки A, B и C — вершины параллелограмма (или в общем случае — неколлинеарные точки).
- Аналогично можно рассмотреть любые другие три точки из A, B, C и D (например, A, B и D; A, C и D и так далее), и прийти к тому же выводу.
- В общем случае, если четыре точки не лежат в одной плоскости, то любые три из них обязательно будут неколлинеарными, а значит, будут вершинами треугольника.
Таким образом, любые три из точек A, B, C и D являются вершинами треугольника.
- Рассмотрим взаимное расположение прямых KM и AB и найдём угол между ними:
- Прямая KM параллельна стороне BC треугольника ABC и не лежит в плоскости ABC.
- Поскольку KM параллельна BC, то угол между KM и любой прямой, параллельной BC, будет таким же, как угол между этими прямыми.
- Прямая AB и BC — стороны треугольника ABC, и угол между ними равен углу ABC.
- Угол ABC = 105° по условию задачи.
- Прямая, параллельная BC и не лежащая в плоскости ABC, будет иметь тот же угол наклона относительно AB, что и BC.
Следовательно, угол между KM и AB равен углу между BC и AB, то есть 105°.