Пусть дана плоскость α\alphaα и прямые aaa и bbb, параллельные друг другу.
Теорема 1: Если прямые aaa и bbb параллельны плоскости α\alphaα, то прямые, перпендикулярные к этой плоскости и проходящие через прямые aaa и bbb, также параллельны друг другу.
Доказательство:
Пусть ccc и ddd - прямые, перпендикулярные к плоскости α\alphaα и проходящие через прямые aaa и bbb соответственно. Предположим, что прямые ccc и ddd не параллельны друг другу. Тогда они сойдутся в какой-то точке OOO. Проведем через точку OOO прямую, перпендикулярную к плоскости α\alphaα. Обозначим эту прямую как eee. Так как прямые ccc и ddd перпендикулярны к плоскости α\alphaα, то прямая eee параллельна прямым aaa и bbb. Таким образом, получаем, что прямые aaa и bbb пересекаются, что противоречит начальному условию. Значит, предположение о том, что прямые ccc и ddd не параллельны, неверно, и они действительно параллельные.
Теорема 2: Если прямые aaa и bbb перпендикулярны к плоскости α\alphaα, и прямые, перпендикулярные к этой плоскости и проходящие через прямые aaa и bbb, параллельны друг другу, то прямые aaa и bbb параллельны между собой.
Доказательство:
Предположим, что прямые aaa и bbb не параллельны между собой. Тогда они пересекаются в точке OOO. Через эту точку проведем прямую, перпендикулярную к плоскости α\alphaα, и обозначим ее как ccc. Так как прямые aaa и bbb перпендикулярны к плоскости α\alphaα, то прямая ccc параллельна прямым aaa и bbb. Но, согласно условию теоремы, прямые ccc и ddd параллельны, что противоречит предположению о пересечении прямых aaa и bbb. Следовательно, начальное предположение неверно, и прямые aaa и bbb действительно параллельны между собой.
Таким образом, теоремы о связи между параллельностью прямых и их перпендикулярностью к плоскости доказаны.
Пусть дана плоскость α\alphaα и прямые aaa и bbb, параллельные друг другу.
Теорема 1: Если прямые aaa и bbb параллельны плоскости α\alphaα, то прямые, перпендикулярные к этой плоскости и проходящие через прямые aaa и bbb, также параллельны друг другу.
Доказательство:
Пусть ccc и ddd - прямые, перпендикулярные к плоскости α\alphaα и проходящие через прямые aaa и bbb соответственно. Предположим, что прямые ccc и ddd не параллельны друг другу. Тогда они сойдутся в какой-то точке OOO. Проведем через точку OOO прямую, перпендикулярную к плоскости α\alphaα. Обозначим эту прямую как eee. Так как прямые ccc и ddd перпендикулярны к плоскости α\alphaα, то прямая eee параллельна прямым aaa и bbb. Таким образом, получаем, что прямые aaa и bbb пересекаются, что противоречит начальному условию. Значит, предположение о том, что прямые ccc и ddd не параллельны, неверно, и они действительно параллельные.
Теорема 2: Если прямые aaa и bbb перпендикулярны к плоскости α\alphaα, и прямые, перпендикулярные к этой плоскости и проходящие через прямые aaa и bbb, параллельны друг другу, то прямые aaa и bbb параллельны между собой.
Доказательство:
Предположим, что прямые aaa и bbb не параллельны между собой. Тогда они пересекаются в точке OOO. Через эту точку проведем прямую, перпендикулярную к плоскости α\alphaα, и обозначим ее как ccc. Так как прямые aaa и bbb перпендикулярны к плоскости α\alphaα, то прямая ccc параллельна прямым aaa и bbb. Но, согласно условию теоремы, прямые ccc и ddd параллельны, что противоречит предположению о пересечении прямых aaa и bbb. Следовательно, начальное предположение неверно, и прямые aaa и bbb действительно параллельны между собой.
Таким образом, теоремы о связи между параллельностью прямых и их перпендикулярностью к плоскости доказаны.