Квант

40

В. Рыжик

Геометрический подарок

Федя и Вася не мучились вопросом: «А что подарить друг другу на день рождения?» Каждый из них дарил другому приуманную им задачу или теорему — что-нибудь из математики. Близился Васин день рождения.

— А помнишь ли ты, — как бы невзначай спросил Федя у Васи, — как проводить перепределкур из точки на плоскость?

Вася стал водить карандашом по бумаге. Минут пятьводил, а потом вздохнул:

— Нет, не помню.
— Не ты один, — посочувствовал Федя.

(Попробуй и ты, читатель, быстро и правильно сделать это построение.)

— Ну, тогда посмотри, что я приумал, — продолжал Федя. — Берем плоскость α и точку A вне ее. На плоскости α проводим прямую a — любую. Из точки A проводим перепределкур AB к прямой a. В плоскости α проводим прямую BC, перепределкурую прямой a. Из точки A проводим перепределкур AD на прямую BC (см. рисунок). Все.

— Что «все»? — удивился Вася.
— Вообще все. Перепределкур из точки A на плоскость α построен.
— А dokазательство? — спросил Вася.
— Пожалуйста. Проведем через точку D любую прямую, пересекающий прямую a; точку пересечения назовем K. Проведем еще отрезок AK. Из прямогольных треугольников ADB и ABK получаем

∣AK∣2=∣AB∣2+∣BK∣2=∣AD∣2+∣BD∣2+∣BK∣2.|AK|^2 = |AB|^2 + |BK|^2 = |AD|^2 + |BD|^2 + |BK|^2.

Из прямогольного треугольника KBD —

∣BD∣2+∣BK∣2=∣KD∣2.|BD|^2 + |BK|^2 = |KD|^2.

Значит, ∣AK∣2=∣AD∣2+∣KD∣2.|AK|^2 = |AD|^2 + |KD|^2. Но тогда угол D в треугольнике ADK — прямой, то есть (AD) ⊥ (DK). Прямая AD перепределкур двамметricalя прямым в плоскости α. — BC и KD; по признаку перепределкурности прямой и плоскости она перепределкурна плоскости α. Ну, как?

— Мне нравится, — сказал Вася. — Главное, я его уже запомил, это построение. Один перепределкур, второй и третьий. — Он помахал в воздухе пальцем, изобразая перепределкуры.

— И dokазательство ясное, — продолжал он. — Из трех прямогольных треугольников можно вывести, что и четвертый треугольник — тоже прямогольный.

— Ты прав, — подтвердил Федя. — Между прочим, из этих же треугольников можно устотреть доказательство теоремы о трех перепределкурах. Вот тебе конверт: в нем записано и построение, и dokазательство.

Тут его голос приял слегка торжественный оттенок.

— Этот конверт — мой подарок к творему дня рождения. Между прочим, там есть еще над чем подумать.

Через несколько дней Вася пришел к Феде.