PLANE PARALELE: definiție, criteriu și proprietăți - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · actualizat

Două plane sunt paralele dacă nu au niciun punct comun, oricât le-ai prelungi, ca fețele opuse ale unui paralelipiped dreptunghic. Mai jos găsești definiția, criteriul de paralelism, proprietățile importante și 8 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Plane paralele: definiție, criteriu și proprietăți

Două plane α și β din spațiu se pot afla în exact trei poziții: secante (se intersectează după o dreaptă), paralele (nu au niciun punct comun) sau identice (sunt același plan).

Paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu fețele paralele ABCD și A'B'C'D'ABCDA′B′C′D′
Planele (ABC) și (A′B′C′) sunt paralele. Planul diagonal (ACC′A′) le intersectează după dreptele AC și A′C′, care sunt paralele între ele.

α∥β⟺ α∩β= ∅

Un exemplu concret: la un paralelipiped dreptunghic ABCDA′B′C′D′, planele determinate de fețele opuse ABCD și A′B′C′D′ sunt paralele. Distanța dintre două plane paralele este aceeași oriunde ai măsura-o, pe orice perpendiculară comună.

Criteriul de paralelism este metoda cu care demonstrezi că două plane sunt paralele, fără să verifici tot planul, punct cu punct:

d1, d2⊂α,  d1∩d2= {P},  d1∥β,  d2∥β⟹ α∥β

Ai nevoie de două drepte concurente (care se intersectează) dintr-un plan, ambele paralele cu celălalt plan. O singură dreaptă paralelă nu este suficientă: planul tot s-ar putea „înclina” și să intersecteze celălalt plan în altă parte.

Trei proprietăți se folosesc des în exerciții, odată ce știi că α∥β:

  • Dacă un al treilea plan γ intersectează α după dreapta d1 și β după dreapta d2, atunci d1∥d2.
  • Dacă o dreaptă este perpendiculară pe α, atunci este perpendiculară și pe β (și pe orice alt plan paralel cu α).
  • Orice segment cuprins între cele două plane, perpendicular pe ele, are aceeași lungime: este chiar distanța dintre plane.

Pentru poziția opusă, unghiul de 90∘ dintre două plane, vezi plane perpendiculare.

Exerciții rezolvate : planele paralele

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Pozițiile relative a două planeușor

Enunță cele trei poziții relative posibile pentru două plane în spațiu și dă câte un exemplu pentru fiecare, folosind o cameră de locuit.

Rezolvare pas cu pas
  1. Secante: se intersectează după o dreaptă. Exemplu: planul unui perete și planul tavanului se intersectează după dreapta din colțul dintre ei.
  2. Paralele: nu au niciun punct comun. Exemplu: planul podelei și planul tavanului aceleiași camere.
  3. Identice: sunt același plan. Exemplu: planul unei mese și planul determinat de oricare alte 3 puncte necoliniare de pe aceeași masă.

Răspuns: secante, paralele, identice; exemple: perete-tavan, podea-tavan, aceeași masă

EXERCIȚIUL 2Distanța dintre două plane paraleleușor

Paralelipipedul dreptunghic ABCDA′B′C′D′ are AA′=6 cm. Care este distanța dintre planele paralele (ABC) și (A′B′C′)?

Exercițiul 2: paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu AA' = 6 cmABCDA′B′C′D′6 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Planele (ABC) și (A′B′C′) sunt determinate de cele două baze ale paralelipipedului, care sunt fețe opuse, deci paralele.
  2. Muchia AA′ este perpendiculară pe ambele plane (este o muchie laterală a paralelipipedului dreptunghic), deci lungimea ei este chiar distanța dintre cele două plane.

Răspuns: distanța este 6 cm

EXERCIȚIUL 3Criteriul de paralelismmediu

În planul α se află dreptele m și n, cu m∩n={P}. Se știe că m∥β și n∥β. Demonstrează că α∥β.

Rezolvare pas cu pas
  1. Ai două drepte, m și n, ambele incluse în planul α și concurente în punctul P: m,n⊂α, m∩n={P}.
  2. Fiecare dintre ele este paralelă cu planul β: m∥β și n∥β.
  3. Aceste condiții sunt exact ipoteza criteriului de paralelism a două plane: două drepte concurente dintr-un plan, paralele cu celălalt plan.
  4. Conform criteriului, rezultă direct α∥β.

Răspuns: α∥β, demonstrat cu criteriul de paralelism

EXERCIȚIUL 4Planul secant la două plane paralelemediu

În paralelipipedul dreptunghic ABCDA′B′C′D′, cu AB=6 cm și BC=8 cm, planul diagonal (ACC′A′) intersectează planele paralele (ABC) și (A′B′C′). a) Arată că dreptele de intersecție AC și A′C′ sunt paralele. b) Calculează lungimea lui AC.

Exercițiul 4: paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu diagonalele AC și A'C' ale celor două fețe paraleleABCDA′B′C′D′6 cm8 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) Planele (ABC) și (A′B′C′) sunt paralele (fețe opuse ale paralelipipedului), iar planul (ACC′A′) le intersectează pe amândouă.
  2. Din proprietatea planului secant la două plane paralele, dreptele de intersecție sunt paralele: AC∥A′C′.
  3. b) Triunghiul ABC este dreptunghic în B (unghi al bazei dreptunghiulare): AC2= AB2+BC2= 36+64= 100.
  4. Rezultă AC=10 cm (și, din congruența fețelor ABCD și A′B′C′D′, A′C′=10 cm).

Răspuns: a) AC∥A′C′ (demonstrat); b) AC=10 cm

EXERCIȚIUL 5Distanța dintre plane, din volum și ariemediu

Un paralelipiped dreptunghic ABCDA′B′C′D′ are volumul de 360 cm³, iar aria bazei ABCD este de 40 cm². Calculează distanța dintre planele paralele (ABC) și (A′B′C′).

Rezolvare pas cu pas
  1. Distanța dintre cele două plane paralele este chiar înălțimea paralelipipedului, h=AA′.
  2. Din formula volumului, V=Ab⋅h: 360=40⋅h.
  3. Rezultă h=360:40=9 cm.

Răspuns: distanța este 9 cm

EXERCIȚIUL 6Perpendiculara comună pe două plane paralelemediu

În paralelipipedul dreptunghic ABCDA′B′C′D′, planul (A′B′C′) este paralel cu planul (ABC). a) Demonstrează că dreapta AA′ este perpendiculară pe planul (A′B′C′). b) Se dă AA′=5 cm și diagonala A′C′=12 cm. Calculează AC′.

Exercițiul 6: paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu AA' = 5 cm și diagonala A'C' a feței de susABCDA′B′C′D′5 cm12 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) AA′ este perpendiculară pe planul (ABC), pentru că este muchie laterală a paralelipipedului dreptunghic.
  2. Cum o dreaptă perpendiculară pe un plan este perpendiculară și pe orice plan paralel cu el, iar (A′B′C′)∥(ABC), rezultă AA′⟂(A′B′C′).
  3. b) Din a), AA′⟂A′C′ (pentru că A′C′⊂(A′B′C′)), deci triunghiul AA′C′ este dreptunghic în A′.
  4. Aplici Pitagora: AC′2= AA′2+A′C′2= 25+144= 169, deci AC′=13 cm.

Răspuns: a) AA′⟂(A′B′C′) (demonstrat); b) AC′=13 cm

EXERCIȚIUL 7Diagonala paralelipipedului, cu plane paralelegreu

Paralelipipedul dreptunghic ABCDA′B′C′D′ are AB=9 cm, BC=12 cm și AA′=8 cm. Calculează diagonala AC′, folosind faptul că planele (ABC) și (A′B′C′) sunt paralele.

Exercițiul 7: paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu AB = 9 cm, BC = 12 cm, AA' = 8 cm și diagonala AC'ABCDA′B′C′D′9 cm12 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. În triunghiul ABC, dreptunghic în B: AC2= 81+144= 225, deci AC=15 cm.
  2. Cum AA′⟂(ABC) (muchie laterală) și (A′B′C′)∥(ABC), rezultă AA′⟂AC (deoarece AC⊂(ABC)), deci triunghiul ACC′ este dreptunghic în C, cu CC′=AA′=8 cm.
  3. Aplici Pitagora: AC′2= AC2+CC′2= 225+64= 289, deci AC′=17 cm.

Răspuns: AC′=17 cm

EXERCIȚIUL 8Tip Evaluare Naționalăgreu

Paralelipipedul dreptunghic ABCDA′B′C′D′ are AB=6 cm, BC=8 cm și AA′=5 cm. a) Demonstrează, folosind criteriul de paralelism, că planele (ABC) și (A′B′C′) sunt paralele. b) Calculează distanța dintre cele două plane. c) Planul (ACC′A′) intersectează cele două plane paralele după dreptele AC și A′C′: arată că sunt paralele și calculează lungimea lui AC.

Exercițiul 8: paralelipipedul dreptunghic ABCDA'B'C'D', cu AB = 6 cm, BC = 8 cm și AA' = 5 cmABCDA′B′C′D′6 cm8 cm5 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) În planul (ABC), dreptele AB și BC sunt concurente în B. Cum ABCD și A′B′C′D′ sunt fețe opuse și congruente ale paralelipipedului, AB∥A′B′ și BC∥B′C′, deci AB∥(A′B′C′) și BC∥(A′B′C′).
  2. Din criteriul de paralelism (două drepte concurente dintr-un plan, paralele cu celălalt plan), rezultă (ABC)∥(A′B′C′).
  3. b) AA′ este perpendiculară pe planul (ABC) (muchie laterală), deci lungimea ei este chiar distanța dintre cele două plane paralele: 5 cm.
  4. c) Planul (ACC′A′) intersectează cele două plane paralele după AC, respectiv A′C′, deci AC∥A′C′, conform proprietății planului secant.
  5. În triunghiul ABC, dreptunghic în B: AC2=36+64=100, deci AC=10 cm.

Răspuns: a) (ABC)∥(A′B′C′) (demonstrat); b) distanța este 5 cm; c) AC∥A′C′ (demonstrat), AC=10 cm

Cum recunoști un exercițiu pe plane paralele

  • Enunțul spune „plane paralele”, „fețe opuse” ale unui corp, sau descrie o cameră (podea-tavan, pereți opuși).
  • Ți se cere să demonstrezi paralelismul: cauți două drepte concurente într-un plan, ambele paralele cu celălalt plan.
  • Ți se cere o lungime „din planul secant”: folosești faptul că liniile de intersecție cu două plane paralele sunt paralele între ele.

Greșeli frecvente la planele paralele

  • Consideri suficientă o singură dreaptă paralelă pentru a demonstra planele paralele. Ai nevoie de două drepte concurente dintr-un plan, ambele paralele cu celălalt plan. O singură dreaptă nu „fixează” planul: el tot s-ar putea înclina și intersecta celălalt plan.
  • Confunzi „dreaptă paralelă cu un plan” cu „plan paralel cu alt plan”. Dacă d∥α, nu rezultă automat că planul care conține pe d este paralel cu α: verifici separat, cu criteriul de paralelism a planelor.
  • Uiți că o dreaptă perpendiculară pe un plan este perpendiculară pe toate planele paralele cu el. Dacă d⟂α și β∥α, atunci automat d⟂β: nu mai trebuie demonstrat separat pentru β.

Exersează : planele paralele

Din același capitol

Întrebări frecvente despre planele paralele

Ce înseamnă că două plane sunt paralele?

Că nu au niciun punct comun, oricât le-ai prelungi. Distanța dintre ele rămâne aceeași oriunde ai măsura-o, pe o perpendiculară comună.

Ajunge o singură dreaptă paralelă ca să demonstrez două plane paralele?

Nu. Ai nevoie de două drepte concurente dintr-un plan, ambele paralele cu celălalt plan (criteriul de paralelism).

Ce se întâmplă când un al treilea plan intersectează două plane paralele?

Dreptele de intersecție rezultate sunt paralele între ele. Este proprietatea cea mai folosită la exercițiile cu plane secante la două plane paralele.

Vezi și lecția video: explicația completă, pas cu pas, în 13. Pozițiile relative a două plane. Plane paralele..

Exersează cu fișa de lucru: Pozițiile relative a două plane — fișă de lucru — temă printabilă, cu rezolvări separate.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Două plane sunt paralele dacă și numai dacă:

  2. 2. Câte poziții relative pot avea două plane în spațiu?

  3. 3. Dacă planul  α  este paralel cu planul  β  și planul  β  este paralel cu planul  γ , atunci:

  4. 4. Un plan  α  este paralel cu un plan  β  dacă în planul  α  există:

  5. 5. Două plane secante se intersectează după:

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat
, actualizat