Avval o‘rganing: Nuqta, to‘g‘ri chiziq, burchak
Stereometriya fazodagi shakllarni o‘rganadi: nuqtalar, to‘g‘ri chiziqlar va tekisliklarning o‘zaro joylashuvini, ular orasidagi masofa va burchaklarni. Asosiy qiyinchilik — chizmani «ko‘rish»: qog‘ozdagi rasm fazoni buzib ko‘rsatadi, to‘g‘ri burchaklar o‘tkir yoki o‘tmas bo‘lib chiziladi. Ammo fazoviy masalani deyarli har doim bir yoki bir necha tekis to‘g‘ri burchakli uchburchakka keltirish mumkin. Bu mavzu ana shu keltirish qoidalarini beradi va ko‘pyoqlar, aylanish jismlari hamda koordinatalar usuli uchun poydevor bo‘ladi.
Stereometriyaning asosiy tushunchalari — nuqta, to‘g‘ri chiziq, tekislik — ta’riflanmaydi, ularning xossalari aksiomalar bilan beriladi:
Aksiomalardan tekislikni aniqlashning yana uch usuli kelib chiqadi: to‘g‘ri chiziq va undan tashqaridagi nuqta orqali, ikki kesishuvchi to‘g‘ri chiziq orqali, ikki parallel to‘g‘ri chiziq orqali bitta tekislik o‘tadi. Shuning uchun uch oyoqli stol hech qachon chayqalmaydi, to‘rt oyoqli esa chayqalishi mumkin.
Ikki to‘g‘ri chiziq: kesishuvchi, parallel yoki ayqash
To‘g‘ri chiziq va tekislik: kesishadi, parallel yoki tekislikda yotadi
Ikki tekislik: to‘g‘ri chiziq bo‘yicha kesishadi yoki parallel
Ayqash to‘g‘ri chiziqlar — bir tekislikda yotmaydigan, shuning uchun kesishmaydigan va parallel ham bo‘lmagan chiziqlar. Bu holat faqat fazoda mavjud. Ayqash chiziqlar orasidagi burchak — ulardan biriga parallel qilib ikkinchisini kesuvchi chiziq o‘tkazilganda hosil bo‘ladigan burchak. Ular orasidagi masofa — umumiy perpendikulyar uzunligi.
Kub ABCDA₁B₁C₁D₁ da AB va CC₁ qirralari qanday joylashgan? Ular orasidagi burchak va masofani toping (qirra a).
To‘g‘ri chiziq tekislikdagi biror to‘g‘ri chiziqqa parallel bo‘lsa, tekislikka ham parallel
Bir tekislikdagi ikki kesishuvchi to‘g‘ri chiziq ikkinchi tekislikka parallel bo‘lsa, tekisliklar parallel
Muhim xossalar:
Nega ikki kesishuvchi chiziq kerak? Bitta chiziq parallel bo‘lishi tekisliklar parallelligiga yetmaydi: kesishuvchi tekisliklarda ham kesishish chizig‘iga parallel chiziqlar bor.
To‘g‘ri chiziq tekislikdagi ikki kesishuvchi to‘g‘ri chiziqqa perpendikulyar bo‘lsa, tekislikka perpendikulyar
Uch perpendikulyar teoremasi: og‘maning proyeksiyasi tekislikdagi to‘g‘ri chiziqqa perpendikulyar bo‘lsa, og‘maning o‘zi ham unga perpendikulyar (va aksincha)
Uch perpendikulyar teoremasi nuqtadan to‘g‘ri chiziqqacha masofani topishda asosiy vosita: perpendikulyarni chizmada qidirmasdan, proyeksiya orqali topamiz.
ABCD — tomoni 4 bo‘lgan kvadrat, MA uning tekisligiga perpendikulyar, MA = 3. M dan CD to‘g‘ri chiziqqacha masofani toping.
Bir nuqtadan o‘tkazilgan og‘malardan proyeksiyasi katta bo‘lgani uzunroq
Og‘ma 10, nuqtadan tekislikkacha masofa 6. Proyeksiya va burchakni toping.
AB kesma tekislikni kesmaydi; AA₁ = 2, BB₁ = 7 — uchlardan tekislikkacha masofalar. AB ni A dan boshlab 3 : 2 nisbatda bo‘luvchi nuqtadan tekislikkacha masofa?
Tomoni 6 bo‘lgan ABCD kvadrat tekisligiga MA perpendikulyar, MA = 6. MCD va ABC tekisliklari orasidagi burchakni toping.
Kub — stereometriyaning eng qulay «laboratoriyasi»: undagi barcha qirralar o‘zaro yoki parallel, yoki perpendikulyar, yoki ayqash, shuning uchun har bir teoremani unda tekshirib ko‘rish mumkin.
Kubda (qirra a): yoq diagonali a√2, kub diagonali a√3
Parallelepipedda (o‘lchamlari a, b, c): diagonal d² = a² + b² + c²
Diagonal formulasi Pifagor teoremasini ikki marta qo‘llashdan chiqadi: avval asos diagonali √(a² + b²), keyin u va balandlik c katetlar bo‘lgan uchburchakdan.
Kub diagonali va asos tekisligi orasidagi burchak: diagonalning asosdagi proyeksiyasi — asos diagonali a√2, balandlik a, shuning uchun tg φ = a/(a√2) = 1/√2 (φ ≈ 35,3°).
Qirrasi 2 bo‘lgan kubda B₁ uchdan AC diagonalgacha masofani toping.