3. Теорема 2 (Через две пересекающиеся прямые)

Формулировка: Через две пересекающиеся прямые проходит плоскость, и притом только одна.

Разбор условия: Дано: прямые a и bab=O (пересекаются в точке O).

Доказательство (чертеж: две прямые крест-накрест):

  1. На прямой a возьмем точку A, отличную от O.
    На прямой b возьмем точку B, отличную от O.

  2. Точки A,B,O не лежат на одной прямой (так как A и O лежат на a, а B — нет; иначе b совпала бы с a).

  3. По аксиоме А1 через A,B,O проходит единственная плоскость α.

  4. Докажем, что прямые a и b лежат в α:

    • Прямая a проходит через точки A и O. Обе точки лежат в α → по А2 прямая a лежит в α.

    • Прямая b проходит через точки B и O. Обе точки лежат в α → по А2 прямая b лежит в α.

  5. Следовательно, плоскость α содержит обе прямые. Единственность — по А1. Теорема доказана.

Итог: Теперь мы знаем 4 способа задать плоскость в пространстве:

  1. Тремя точками (не на одной прямой).

  2. Прямой и точкой вне её.

  3. Двумя пересекающимися прямыми.

  4. Двумя параллельными прямыми (изучим позже).