Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.4: Напівплощини

Пропозиція3.4.1

ПрипустимоX,Y(PQ). Тоді кутиPQX іPQY мають однаковий знак, якщо і тільки якщо[XY] не перетинаються(PQ).

2021-02-02 1,56.57.PNG

Доказ

Якщо частина випливає з леми 3.3.2.

Припустимо, що[XY] перетинається(PQ); припустимо, щоZ позначає точку перетину. Без втрати спільності можна припуститиZP.

Зверніть увагу, щоZ лежить міжX іY. Згідно з Леммою 3.1.1,PZY маютьPZX і протилежні ознаки. Це доводить твердження, якщоZ=Q.

ЯкщоZQ, тоZQX іQZX мають протилежні ознаки на 3,7. Так само ми отримуємо, щоZQY іQZY маємо протилежні ознаки.

ЯкщоQ лежить міжZ іP, то по лемі 3.1.1 дві пари кутівPQX,ZQX причомуPQY,ZQY мають протилежні знаки. Звідси випливає, щоPQX іPQY мають протилежні ознаки в міру необхідності.

В іншому випадку[QZ)=[QP) і томуPQX=ZQX іPQY=ZQY. Тому зновуPQX іPQY мають протилежні ознаки в міру необхідності.

Слідство3.4.1

Доповнення лінії(PQ) в площині може бути представлено унікальним чином у вигляді об'єднання двох неспільних підмножин, званих напівплощинами, такими, що

(а) Дві точкиX,Y(PQ) лежать в одній півплощині тоді і тільки тоді, коли кутиPQX іPQY мають однаковий знак.

(b) Дві точкиX,Y(PQ) в одній півплощині, якщо і тільки тоді, коли[XY] не перетинаються(PQ).

Ми говоримо, щоX іY лежати на одній стороні,(PQ) якщо вони лежать в одній з напівплощин,(PQ) і ми говоримо, щоP іQ лежать на протилежних сторонам,l якщо вони лежать в різних напівплощинамиl.

Вправа3.4.1

Припустимо, що кутиAOB іAOB вертикальні іB(OA). Показати, що лінія(AB) не перетинає відрізок[AB].

2021-02-02 пнг

Підказка

Зверніть увагу, щоO іA лежать на одній стороні(AB). АналогічноO іB лежать на тій же стороні(AB). Звідси і результат.

Розглянемо трикутникABC. Відрізки[AB],[BC], і[CA] називаються сторонами трикутника.

Теорема3.4.1 Pasch's theorem

Припустімо, що лініяl не проходить через будь-яку вершину трикутника. Потім вона перетинає або дві, або нульові сторони трикутника.

2021-02-02 пнг

Доказ

Припустимо, що лініяl[AB] перетинає сторону трикутникаABC і не проходить черезA,B, іC.

За слідством3.4.1, вершиниA іB лежать на протилежні сторони відl.

ВершинаC може лежати на одній стороні зA і на протилежному боці зB або навпаки. За слідством3.4.1, в першому випадку,l перетинається збоку[BC] і не перетинається[AC]; у другому випадкуl перетинається сторона[AC] і не перетинається[BC]. Звідси випливає твердження.

Вправа3.4.2

Покажіть, що дві точкиX,Y(PQ) лежать на одній стороні(PQ) якщо і тільки якщо кутиPXQ іPYQ мають однаковий знак.

2021-02-02 пнг

Підказка

Застосувати теорему 3.3.1 для,PQXPQY а потім застосувати Слідство3.4.1a.

Вправа3.4.3

ABCДозволяти бути невиродженим трикутником,A[BC] іB[AC]. Покажіть, що відрізки[AA] і[BB] перетинаються.

2021-02-02 пнг

Підказка

Можна припустити, щоAB,C іBA,C; інакше твердження тривіально тримає.

Зверніть увагу, що(BB) не перетинається[AC]. Застосовуючи теорему Паша (теорема 3.4.1) дляAAC і(BB), отримаємо, що(BB) перетинає[AA]; позначимо точку перетину поM.

Так само ми отримуємо, що(AA) перетинається[BB]; тобтоM лежить на[AA] і[BB].

Вправа3.4.4

Припустимо, що точкиX іY лежать по протилежних сторонам від лінії(PQ). Покажіть, що напівлінія[PX) не перетинається[QY).

Підказка

Припустимо, щоZ це точка перетину.

Зверніть увагу, щоZP іZQ. Тому,Z(PQ).

Покажіть, щоZ іX ляжте на одну сторону(PQ). Повторіть аргумент, щоб показати, щоZ іY лежати на одній стороні(PQ). Звідси випливає, щоX іY лежати на одній стороні(PQ) - протиріччя.

Розширені вправи3.4.1

Зверніть увагу, що наступна кількість

 ABC={πif ABC=πABCif ABC<π

може служити мірою кута; тобто аксіоми тримають, якщо  обмінюватися скрізь.

Покажіть, що і  є єдиними можливими кутовими мірами на площині.
Покажіть, що без Axiom IIiC це вже не так.