Бевз Г.П., Бевз В.Г., Владімірова Н.Г. Геометрія 10-11
Подождите немного. Документ загружается.
ГЛ.Бевз,
в.г.Бевз,
н.г.Владімірова
Підручник
ДЛЯ
1
О
-11
класів
загальноосвітніх
навчальних
закладів
Рекомендовано
Міністерством
освіти
і
науки
Украіни
КИіВ
«ВЕЖА»
2002
ББК
22.1я72
Б
36
Ре"омендовано
Міністерством
освіти
і
нау"и
У"раїни
(nрото"ол
М1/11-4284.
3
листопада
2001
р.)
Ре
цен
з
е
н
ти:
О.
С.
Рубашова
-
вчитель-методист
середньої
школи
N2
125
м.
Києва
В.
О.
Швець
-
завідувач
кафедри
математики
і
методики
викладання
математики
НПУ
ім.
М.
Драгоманова
В
оформленні
обкладинки
використано
фрагменти
картин
М.
К.
Ешера
і
В.
Вазарелі
Умовні
позначення
~
-
початок
доведення
теореми
О
закінчення
доведення
~
аксіоми
і
важливі
твердження
[іІ
задачі
для
розв'язування
t::>
-
розв'язання
задачі
•
практичне
завдання
ISBN 966-7091-31-7
©
.Вежа.,
2002
©
Г.
П.
Бевз,
В.
Г.
Бевз,
Н.
Г.
Владімірова,
2002
©
С.
В.
Лопарєв,
Н.
В.
Михайличенко.
Художнє
оформлення,
2002
ш
аnО8nї
старшокласnuки!
Ви
~очинаєте
вивчати
стереометрію
-
геометрі.Ю
ТРИВИМІРНОГО
простору.
За
змісТОМ
вона
баГатша
ВІД
планіметрії
і
цікавіша.
Основна
мета
вивчення
стереомеТРll
дати
мінімум
знань
про
геометричні
фігури
в
просторі,
необхідні
для
більшості
спеціалістів.
А
ще
-.
роз
вивати
просторо
ву
уяву
і
логічне
мисленнЯ:
учНІВ.
у
явіть
роботу
інженера-конструктора.
І1ерш
.ніж
створити
автомобіль,
комбайн,
І<орабель,
необ?,ІДНО
спочатку
уявити
його
загальний
j3игляд,
оІ<реМІ
вуз
ЛИ
та
деталі.
Не
тільки
уявити,
tI-
:й
описатИ
уявлю
вану
конструкцію,
щоб
задум
конструктора
могли
зрозумі
ти
креслярі
і
відповідно
відобразИТИ
його
на
кресленнях.
Тут
також
стає
в
пригоді
просторо
ва
уява.
Навіть
рядові
робітникlJ
-
токарі,
фрезе
рувальники,
слюсарі,
монтажни:кИ,
скла,rJ;альники,
столярі,
мулярі
_
використовуІО'l'Ь
ЇЇ,
що?
~равиль~
но
прочитати
креслення
і
створи:Тli
ПОТРІБНІ
деталІ
та
вузли.
Ось
що
писав
про
геометрію
}3і,rJ;ОМИЙ
архі
TeKT~p
ХХ
ст.
Ле
Корбюзьє:
«Тільки
дотримуючисЬ
закоНІВ
геометрії,
архітектори
давнини
могли
створити
свої
шедеври.
Не
випадково
говорять,
що
піраміда
~еоп
са
-
німий
трактат
з
геометрії.
а
грецька
apXI~eK
тура
-
зовнішнє
відображення
геометрії
ЕВКЛІДа.
~ину~и
віки,
але
роль
геометрії
не
змінила?ь.
Як
1
раНІше,
вона
залишається
граматикою
арХІтекто
ра».
І
не
тільки
архітектора
чи
і
нженера-І<ОНСТРУК
Topa~
г~ометрія
є
своєрідною
гра.матикою
кожного
спеЦІаЛІста,
який
використовує
геометричні
форми.
3_---
Філософам
та
іншим
гуманітаріям
також
потрібні
знання
з
геометрії.
Платон
не
був
геометром,
а
стверджував:
«Геометрія,
безперечно,
наука
про
пізнання
вічного
буття».
А
над
входом
до
його
школи
було
написано:
«Хай
не
ввійде
сюди
той,
хто
не
знає
геометрії!»
Такої
самої
думки
дотриму
вався
і
Феофан
Прокопович:
.Для
занять
філо
софією
не годиться
розум,
не
осяяний
яскравим
світлом
геометричних
знань».
Високо
цінили
гео
метрію
й
інші
відомі
діячі.
У
підручнику
подано
тільки
частину
сучасної
геометрії.
Підручник
містить
передбачений
програ
мою
теоретичний
матеріал
і
достатню
кількість
задач.
Знати
геометрію
-
це
насамперед
уміти
корис
туватись
нею.
Вчитися
користуватися
геометрични
ми
знаннями
найкраще
під
час
розв'язування
гео
метричних
задач.
У
підручнику
є
задачі
до
кожної
теми,
до
кожного
параграфа.
Кілька
перших
задач
кожного
параграфа
бажано
розв'язати
усно.
Задачі
обов'язкового
рівня
позначено
нуликами
(О),
а
по
рівняно
важчі
-
зірочками
(*).
Добре,
якщо
зможете
відтворити
доведення
важ
ливих
теорем.
Але
якщо
вам
це
важко
дається,
на
магайтеся
хоча
б
зрозуміти
суть
теореми,
спробуйте
проілюструвати
11
відповідним
малюнком
і
на
вчіться
застосовувати
до
відповідних
задач
обов'яз
кового
рівня.
Доведення,
позначене
зірочкою
(*), -
не
обов'язкове
для
відтворення.
Вивчення
геометрії
істотно
полегшується,
якщо
геометричні
фігури
вивчати
не
ізольовано
одна
від
одної,
а
розглядати
їх
роди
і
види.
Намагайтеся
зрозуміти,
наприклад,
що
куб
-
окремий
вид
пара
леле
піп
едів
,
паралелепіпед
-
вид
призм,
призма
-
вид
многогранників,
многогранник
-
вид
геомет
ричних
тіл
і
т.
д.
У
підручнику
вміщено
кла
сифікаційні
схеми
і
діаграми,
щоб
допомогти
під
час
засвоєння
змісту
теми.
Вивчаючи
ту
чи
іншу
тему,
намагайтесь
і
ви
систематизувати
виучуваний
матеріал:
малюйте
відповідні
діаграми
і
схеми.
4
Іноді
вважають,
що
найважливіше
11
1'f'lIMt-I'11'Н
•
доведення
теорем.
Звичайно,
вчитися
ДЩIUДИ'l'И
ТМО,
реми
-
справа
корисна.
Але
не
меншу
РOJІІ.
у
1'.0'
метрії
відіграють
також
поняття,
їх
ОЗНll'lЩlІІ1І
1
класифікації,
геометричні
фігури,
їх
побудова
і
п."
ретворення,
геометричні
величини,
їх
вимірюваНКIІ
та
обчислення.
Один
з
відомих
геометрів
ХХ
ст.
Д.
Гільберт
писав:
«-У
величезному
саду
геометрії
кожний
може
підібрати
собі
букет
за
смаком».
Запрошуємо
вас
у
цей
багатий
і
дивний
світ
Гео
метрії.
Автори
5
РОЗДІЛ
1
ВСТУП ДО
СТЕРЕОМЕТРІ1
Ф
Основні
nОlJЯтmя
стереометрії
Геометрія
складається
з
двох
частин:
nлаnіме
трії
і
стереометрії.
У
попередніх
класах
вивчали
в
основному
планіметрію,
тепер
переходимо
до
ви
вчення
стереометрії.
У
стереометрії
(від
грецького
crrєpєoв
-
ПРОСТОРОБИЙ)
розглядаю'І'ЬСЯ
Бластивості
геометричних
фігур
у
просторі.
Стереометрія вивчає
властивості
як
плоских
геометричних
фігур,
так
і
неплоских.
Фігура
називається
nеnлоскою
(просторовою),
як
що
не
всі
її
точки
лежать
в
одній
площині.
При
клади
неплоских
фігур:
куб,
паралелепіпед,
куля.
Розглядають
у
стереометрії
не
тільки
фігури,
а
й
інші
геометричні
поняття:
співвідношення
між
фігурами,
геометричні
перетворення,
геометричні
величини
тощо.
Зміст
більшості
наукових
понять
звичайно
розкривають
за
допомогою
означень.
Щоб
дати
означення
якомусь
поняттю,
'Греба
підвести
його
під
інше
поняття,
зміст
якого
уже
відомий.
Наприклад,
формулюючи
означення:
«паралелогра
мом
називається
чотирикутник,
у
ЯКОго
протилежні
сторони
попарно
паралельні,),
означуване
поняття
(<паралелограм,)
підводять
під
уже
відоме
поняття
«чотирикутник,).
А
під
які
геометричні
поняття
можна
підвести
такі
поняття
геометрії,
як
«точка,),
«пряма,),
«площина»?
Їх
вводять
без
означень
і
на
зивають
осnовnими
або
nеозnачувадuмu
nоnят
тямu.
6
Властивості
неозначуваних
понять
розкривають
за
допомогою
аксіом.
Далі
ми
сформулюємо
аксіоми
стереометрії.
Але
спочатку
зробимо
кілька
заува
жень
щодо
поняття
~площина»,
яке
зустрічається
в
кожній
аксіомі.
Про
площину
говорять
і
в
планіметрії
(згадайте
хоча
б
означення
паралельних
прямих).
Тільки
там
ідеться
про
одну
площину:
усі
фігури,
які
вивчають
у
планімеТРll,
розглядають
в
одній
площині.
'у
стереометрії
ж
доводиться
розрізняти
багато
пло
щин.
Матеріальними
моделями
частини
площини
є,
наприклад,
поверхня
шибки,
мармурової
плити,
аеродрому
тощо.
У
геометрії
площину
уявляють
не
обмеженою,
ідеально
рівною
і
гладенькою,
що
не
має
ніякої
товщини.
Зображають
площини
на
малюнках
у
вигляді
па
ралелограмів
або
довільних
замкнених
областей
(мал.
1).
Позначають
їх
звичайно
грецькими
буквами
а,
В,
у,
8,
оо;:
/
тощо.
Як
і
будь-яка
геометрична
фігура,
площина
є
деякою
мно-
t.._a
____
...J.
жиною
точок.
Якщо
А
-
точка
площини
а,
говорять,
що
mO'lKa
А
лежить
у
площині
а,
а
пло
щина
а
проходить
'lерез
mo'l-
ку
А.
Записують:
АЕ
а.
Запис
А
е
оо
означає,
що
точка
А
не
лежить
у
площині
оо.
Мал.
1
Якщо
кожна
точка
прямої
а
належить
площи
ні
а,
то
говорять,
що
пряма
а
лежить
у
пло
щині
а,
а
площина
а
проходить
'lерез
пряму
а.
За
писують:
аса.
Запис
Ь
ct.
а
означає,
що
пряма
Ь
не
лежить
у
площині
а.
На
малюнку
2
зображено
пло
щину
а,
яка
проходить
через
пряму
а
і
точку
А.
Мал.
2
ал.
З
7
Якщо
пряма
а
і
площина
а
мають
тільки
одну
спільну
точку
А,
говорять,
що
вони
nеретuнаються
у
точці
А.
Записують:
а
n
а
=
А.
На
відповідному
малюнку
невидиму
частину
прямої
зображають
штриховою
лінією
(мал.
3).
Якщо
через
пряму
с
проходять
дві
різні
площи
ни а
і
~,
говорять,
що
ці
площини
nеретuнаються
по
прямій
с.
Записують:
а
n
~
=
с
(мал.
4).
10.
Чи
є
геометричними
фігурами
точка,
площи
на,
простір?
20.
Чи
відрізняються
поняття
«площина»
і
«пло
ща»?
З
ОН
U •
М
.
амалюите
площину
а
1
точку
,ЩО
лежить
в
а.
Запишіть
це
символічно.
40.
Намалюйте
площину
~,
що
проходить
через
пряму
с.
Запишіть
це
символічно.
50.
Намалюйте
площину
у
і
пряму
х,
які
пере
тинаються
у
точці
М.
Скільки
точок
прямої
х
ле
жить
у
площині
у?
60.
Намалюйте
площини
а
і
0),
які
перетинаються
по
прямій
т.
7.
Пряма
а
лежить
у
площині
а,
а
пряма
Ь
-
У
площині
~
(мал.
5).
Чи
випливає
з
цього,
що
прямі
а
і
Ь
не
лежать
в
одній
площині?
8.
Пряма
а
проходить
через
точку
А
площини
а.
Чи
випливає
з
цього,
що
пряма
а
перетинає
площи
ну
а?
Мал.
4
Мал.
5
8
9.
Зобразіть
на
малюнку
площини
а,
~,
пряму
а
і
точку
А,
якщо
а
с
а,
а
с
~,
А
Е
~,
А
~
а.
10.
Площини
а,
~,
у
попарно
перетинаються
по
прямих
а,
Ь
і
с,
причому
а
11
ь
і
Ь
11
с.
Зобразіть
це
на
малюнку.
11.
Точки
А
і
В
лежать
у
площині
а,
а
точка
С
-
поза нею.
Намалюйте
площину,
в
якій
лежать
усі
три
точки.
120.
Намалюйте
куб.
Чи
є
грань
куба
площиною?
А
частиною
площини?
13.
На
скільки
частин
можуть
розділити
простір
дві
площини?
А
три
площини?
• 14.
Практичне
завдання.
Зробіть
з
цупкого
паперу
модель
площин,
які
перетинаються.
~KciOJlfU
стереометрії
l
наСЛlдки
з
них
у
справедливості
математичних
тверджень
пере
конуються
за
допомогою
доведень.
Твердження,
які
доводять,
називають
теоремами.
Не
кожне
геомет
ричне
твердження
можна
довести.
Адже
коли
ви
клад
геометрії
тільки починається,
неможливо
виве
сти
наслідки
з
інших
тверджень,
оскільки
їх
ще
немає.
Тому
кілька
перших
тверджень
приймають
без
доведення,
їх
називають
аксіомами.
Звичайно
за
геометричні
аксіоми
приймають
такі
твердження,
які
відповідають
формам
і
відношенням,
що
спос
терігаються
у
матеріальному
світі.
Планіметричні
аксіоми,
які
розглядалися
в
7-9
класах,
виконуються
на
будь-якій
площині,
як
би
вона
не
була
розміщена
в
просторі.
Але
для
стерео
метрії
цих
аксіом
недостатньо.
Потрібні
аксіоми,
що
виражають
основні
властивості
точок,
прямих
і
пло
щин
У
просторі.
Сформулюємо
їх.
~
С
1
•
У
просторі
існують
площина
і
точка,
що
не
лежить
у
цій
площині.
9