Ответ #1:
Прямая а, пересекающая плоскость , называется перпендикулярной этой плоскости, если она перпендикулярна любой прямой плоскости, проходящей через точку О пересечения прямой a и плоскости
.
Теорема. Если прямая а перпендикулярна двум прямым b и с, плоскости , проходящим через точку О пересечения а и
, то а перпендикулярна
.
Пусть дана прямая a и две прямые b и с, лежащие в плоскости : а _|_ b, a _|_ с (рис. 29), О — точка пересечения b и с. Пусть х — другая (отличная от b и с) прямая, лежащая в
и проходящая через точку О. Надо доказать, что a _|_ x.
Проводом в плоскости произвольную прямую l, пересекающую прямые b и с и не проходящую через точку О. Обозначим В = l
b, С = l
с и X = l
х. Берем на а две точки А1 и А2, так что OА1 = ОА2 (А1 и А2 — по разные стороны от
. Рассмотрим образовавшиеся треугольники.
1. А1ОВ =
А2ОВ как прямоугольные треугольники с ранными катетами. Значит, А1В = А2В.
2. А1ОС =
А2ОС по аналогичной причине. Отсюда А1С = А2С.
3. А1СВ =
А2СВ по трем сторонам. Значит, < А1BC = < А2BC .
4. Обратимся к треугольникам А1BX и А2BX. В них А1B = А2B, ВХ — общая, < А1BX = < А2BX (по первому признаку). Отсюда следует, что А1X = А2X. Значит, А1XА2 - равнобедренный, О — середина А1А2. Значит, ОX - медиана, а тогда и высота, равнобедренного треугольника. Следовательно, a _|_ х.