- В параллелепипеде ( см. рисунок) через середину М ребра ВС проведена прямая, пересекающая прямые АС1 и DD1 соответственно в точках N и P. Найти отношение | MN | : | NP |.
О т в е т: 1 : 2.
- АВСDA1B1C1D1 – параллелепипед, АС и DC1 – диагонали его граней. Доказать, что существует и при том единственная пара точек M ∈ (AC) и N ∈ (DC1) такая, что (MN) || (BD1). Найти отношение | MN | | BD1 |.
О т в е т: 1 : 3.
- Через концы трёх рёбер параллелепипеда, выходящих из одной вершины, проведена плоскость. Определить, в каком отношении она делит диагональ параллелепипеда, выходящую из другой вершины.
О т в е т: 1 : 2.
- Точки M и N – середины тетраэдра (см. рисунок), точки P и Q расположены на рёбрах AD и BC так, что отрезки MN и PQ пересекаются, а | AP | : | AD | = 2 : 3. Найти отношение | BQ | : | BC |.
О т в е т: 2 : 3.
- В правильном тетраэдре точки M и N – середины рёбер АВ и CD (см. ртсунок) | AB | = a. Найти
1) длину отрезка MN; О т в е т: a/√2.
2) угол между прямыми MN и BC; О т в е т: π/4.
3) доказать, что прямая MN перпендикулярна рёбрам AB и CD.

- В тетраэдре ABCD имеем | AB | = | BC |, | AD | = | DC |. Доказать, что рёбра ФС и BD перпендикулярны.

- Ребро куба имеет длину а. Найти расстояние между прямыми, на которых лежат скрещивающиеся диагонали двух смежных граней куба.
О т в е т: а/√3
- Доказать, что
а) отрезки, соединяющие вершины тетраэдра с точками пересечения медиан противоположных граней, пересекаются в точке (обозначим ее О), которая делит каждый из этих отрезков в отношении 3 : 1, считая от вершины;
б) отрезки, соединяющие середины скрещивающихся ребер тетраэдра, пересекаются в той же точке О, которая является серединой каждого из них.
- Длина каждого ребра тетраэдра ABCD равна а. На ребрах DA, DC и ВС расположены соответственно точки М, N и Р так, что | DM | = | CN | = а/3, | СР | = а/5. Построить
сечение тетраэдра плоскостью MNP и найти длину отрезка BQ, где Q = (MNP) ∩ (AB).
- Основанием пирамиды SABCD служит параллелограмм ABCD. Построить сечение пирамиды, проходящее через вершину А и середины М и Р ребер SB и SD. Определить, в каком отношении сечение делит ребро SC.
- Длина ребра куба АВСDА1B1С1D1 равна а. На ребрах AD и В1C1 взяты соответственно точки М и Q, а на ребре CD — точки Р и N так, что | AM | = | C1Q | = | СР | = | DN | = а/3. Построить сечение куба плоскостью, проходящей через прямую МР параллельно прямой NQ, и найти площадь этого сечения.
- Длины ребер АС и BD тетраэдра ABCD равны соответственно а и b, угол между прямыми АС и BD равен φ. Найти наибольшую площадь сечения тетраэдра, параллельного прямым АС и BD.
- Даны прямая а и плоскость γ, точки А1 и А2 лежат на прямой а (А1 ≠ А2), точки
М, N и Р, не лежащие на одной прямой, принадлежат плоскости γ. Доказать: для того
чтобы прямая а и плоскость γ были параллельны, необходимо и достаточно, чтобы векторы
,
и
были компланарны, т. е. чтобы существовали числа α и β такие, что
= α
+ β
- Точки М, N и Р соответственно — середины ребер AB, CD и ВС тетраэдра ABCD. Через точку Р проведена плоскость, параллельная прямым DM и AN. В каком отношении эта плоскость разделяет ребро AD?
- В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 из вершин А1 и В опущены перпендикуляры A1P и BQ на диагональ AC1. Найти длину отрезка PQ, если | AB | = а, | AD | = b, | AA1 | = c.
- Каждое ребро правильной призмы АВСА1B1C1 имеет длину а. На диагоналях АВ1 и BC1 граней призмы взяты соответственно точки М и N так, что (MN) ⊥ (AB), | MN | = a/√3. В каком отношении точки М и N делят отрезки АВ1 и ВС1?
- Доказать, что если плоскость параллельна одной из двух параллельных прямых, то она параллельна и другой прямой.
- Две прямые одной плоскости параллельны двум прямым другой плоскости. Следует ли отсюда, что эти плоскости параллельны?
- Две пересекающиеся прямые одной плоскости параллельны другой плоскости. Доказать, что эти плоскости параллельны.
- Две плоскости параллельны. Доказать, что прямая, параллельная одной из этих плоскостей, параллельна и другой плоскости.
- Доказать, что если прямая параллельна каждой из двух пересекающихся плоскостей, то она параллельна их линии пересечения.
- Как следует провести плоскость γ, чтобы она пересекала две данные плоскости α и β по параллельным прямым?
- Доказать, что через данную прямую можно провести плоскость, параллельную другой данной прямой. При каком условии такая плоскость единственная?
- Доказать, что через любую точку можно провести плоскость и притом только одну, параллельную двум данным скрещивающимся прямым.
- Даны скрещивающиеся прямые а и b и точка М. Построить прямую, проходящую через М и пересекающую а и b. Найти множество всех точек М, для которых задача не имеет решения.
- Даны три попарно скрещивающиеся прямые. Доказать, что существует прямая, пересекающая эти три данные прямые. Единственна ли такая прямая?
- Могут ли параллельные проекции скрещивающихся прямых на плоскость: а) быть параллельными; б) совпадать?
- Может ли параллельная проекция тетраэдра на плоскость быть: а) трапецией; б) параллелограммом; в) пятиугольником?
- Может ли параллельная проекция параллелепипеда на плоскость быть: а) трапецией; б) пятиугольником; в) шестиугольником?
- Доказать, что если параллельная проекция плоского четырехугольника на плоскость есть параллелограмм, то и сам четырехугольник — параллелограмм.
- Параллельная проекция равностороннего треугольника на плоскость оказалась равносторонним треугольником. Доказать, что длины сторон этих треугольников равны.
- В четырехугольной призме одна из диагоналей пересекает три другие. Доказать, что эта призма — параллелепипед.
- Скрещивающиеся диагонали АВ1, BC1, CD1, DA1 граней параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 имеют равные длины. Доказать, что грани ABCD и A1B1C1D1 — ромбы, а остальные грани — прямоугольники.
- На ребрах SA, SB и SC пирамиды SABC расположены соответственно точки А1, B1 и C1. Прямые A1B1, B1C1 и С1А1 пересекают соответственно прямые АВ, ВС и СА в точках М, N и Р. Доказать, что точки М, N и Р лежат на одной прямой.
- На ребрах АВ и CD правильного тетраэдра ABCD расположены соответственно точки М а Р так, что | AM | : | АВ | = | DP | : | DC | = 1 : 3. Найти площадь сечения тетраэдра, проведенного через точки М и Р параллельно прямой АС, если ребро тетраэдра имеет длину а.
- На ребрах АА1, CC1, C1D1 параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 расположены соответственно точки М, N и Р так, что | AM | : | АА1 | = | C1N | : | C1C | = | C1P | : | С1D1 |. Построить точку Q пересечения плоскости MNP с прямой ВС и найти отношение | BQ | : | ВС |.
- Плоскость пересекает боковые ребра AA1, BB1, СС1 и DD1 параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 соответственно в точках М, N, Р и Q, причем | AM | : | АА1 | = m, | BN | : | BB1 | = n, | СР | : | СС1 | = р. Найти отношение | DQ | : | DD1 |.
- Через вершину С тетраэдра ABCD и середины ребер AD и BD проведена
плоскость. В каком отношении эта плоскость разделит отрезок MN, где М и N — соответственно середины ребер АВ и CD.
- На ребрах А1В1, АВ и СС1 призмы ABCA1B1C1 расположены соответственно точки М, N и Р так, что | A1M | : | A1В1 | = | BN | : | ВА | = | C1P | : | С1С | = 1 : 2. Построить точку Q пересечения плоскости MNP с прямой B1C1 и найти отношение | C1Q | : | B1C1 |.
- В призме АВСА1В1C1 медианы основания ABC пересекаются в точке М, а диагонали граней AA1C1C и ВВ1С1С — в точках N и Р соответственно. Плоскость MNP пересекает прямые В1С1 и СС1 в точках К и L соответственно. Построить сечение призмы этой плоскостью, и найти отношения | В1К | : | В1С1 | и | C1L | : | СС1 |.
- Плоскость пересекает ребра АВ, АС, СС1 и BB1 призмы АВСА1В1С1 соответственно в точках К, L, М и N. Площади фигур AKL, CLM и CMNB равны соответственно 1/6, 1/12 и 1/2 площади той грани, в которой каждая из них находится. Найти отношение площади треугольника BKN к площади грани AA1B1B.
- В тетраэдре ABCD через середину М ребра AD, вершину С и точку N ребра BD такую, что | BN | : | ND | = 2 : 1, проведена плоскость. В каком отношении эта плоскость разделяет отрезок KL, где К и L — соответственно середины ребер АВ и CD?
- Основанием пирамиды SABCD служит параллелограмм ABCD. На ребре SD взята точка L так, что | SL | : | LD | = 2, точка К — середина ребра SB. Построить сечение пирамиды плоскостью AKL и определить, в каком отношении эта плоскость делит ребро SC.
- Основанием пирамиды SABCD служит трапеция ABCD. Отношение длин оснований AD и ВС этой трапеции равно 2. Построить сечение пирамиды, проходящее через вершину D и середины ребер SA и SB. Определить, в каком отношении сечение делит ребро SC.
- Через середины М и N соответственно ребер АА1 и C1D1 параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 проведено сечение, параллельное диагонали BD основания. Построить сечение и определить, в каком отношении оно делит диагональ A1C параллелепипеда.
- Через середины М и N ребер AD и СС1 параллелепипеда проведена плоскость параллельно диагонали DB1 параллелепипеда. В каком отношении эта плоскость делит ребро ВВ1?
- Точки О и О1 – центры граней ABCD и A1B1C1D1 куба ABCDA1B1C1D1. На отрезке OO1 взята точка S так, что | O1S | : | OS | = 1 : 3. Через эту точку проведено сечение куба, параллельное его диагонали АС1 и диагонали BD основания. Найти площадь сечения, если ребро куба имеет длину а.
- Среди всех сечений куба, проходящих через его диагональ, указать то, которое имеет наименьшую площадь. Найти эту площадь, если ребро куба имеет длину а.
- Рассматриваются сечения параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 плоскостями, параллельными скрещивающимся диагоналям АВ1 и ВС1 граней AA1B1B и ВВ1С1С. Указать сечение с максимальной площадью.
- Плоскость пересекает ребра АВ, AC, DC и DB тетраэдра соответственно в точках М, N, Р и Q, причем | AM | : | MB | = m, | AN | : | NC | = n, | DP | : | PC | = р. Найти отношение | DQ | : | QB |.
- В правильной четырехугольной пирамиде SABCD сторона основания имеет длину а, а боковое ребро — длину l. Параллельно ребру SA и диагонали BD основания проводятся сечения. Найти наибольшую площадь сечения.
- Все ребра правильной призмы АВСА1В1С1 имеют длину а. Рассматриваются отрезки с концами на диагоналях ВС1 и СА1 боковых граней, параллельные плоскости ABB1A1.
- Один из этих отрезков проведен через точку M диагонали ВС1 такую, что | ВМ | : | ВС1 | = 1 : 3. Найти его длину.
- Найти наименьшую длину всех рассматриваемых отрезков.
- В треугольной призме АВСА1В1С1 точки М и N — середины боковых ребер BB1 и CC1. Через точку O пересечения медиан треугольника ABC проведена прямая, пересекающая прямые MN и АВ1 соответственно в точках Р и Q. Найти отношение | PQ | : | OQ |.
- В тетраэдре ABCD проведены медианы AM и DN граней ACD и ADB, и на этих медианах взяты соответственно точки Е и F так, что (EF) || (ВС). Найти отношение
| EF | : | BC |.
- В призме АВСА1В1С1 медианы оснований ABC и A1В1С1 пересекаются соответственно в точках О и О1. Через середину отрезка OO1, проведена прямая, параллельная прямой СА1. Найти длину отрезка этой прямой, лежащего внутри призмы, если | СА1 | = а.
- Основанием пирамиды SABCD служит параллелограмм ABCD, диагонали которого пересекаются в точке О. Через середину отрезка SO проведена прямая, параллельная
медиане ВМ грани SAB. Найти длину отрезка этой прямой, лежащего внутри пирамиды, если | ВМ | = а.
- На ребрах AD и BD тетраэдра ABCD взяты соответственно точки М и N так, что | AM | : | AD | = | BN | : | BD | = m. Найти расстояние между точками пересечения медиан треугольников ANС и ВМС, если | АВ | = а.
- Ребро правильного тетраэдра имеет длину а. Через вершину тетраэдра проведено сечение, являющееся треугольником. Доказать, что периметр р сечения удовлетворяет неравенствам 2а < р ≤ 3а.
- Даны точки А, В, С, D. Точки М и N — середины отрезков АВ и CD, точка О – середина отрезка MN (если отрезок вырождается в точку, то его середину считаем совпадающей с этой точкой). Доказать, что для любой точки S
SA + SB + SC + SD = 4 SO.
- Дан тетраэдр ABCD. Доказать, что существует и притом только одна точка М такая, что МА + МВ + МС + МD = 0.
- В параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 точки М и N — середины ребер АВ и A1D1. Плоскость СМN пересекает прямые B1C1 и DB1 соответственно в точках Р и Q. Найти разложения векторов АР и AQ по векторам АВ = a, AD = b, AA1 = с.
- Даны четыре различные точки А, В, С, D. На отрезках АС и BD взяты соответственно точки М и N так, что | AM | = λ | AC |, | BN | = λ | ВР |. Доказать, что векторы АВ , CD и MN компланарны, и найти разложение вектора MN по векторам АВ и CD.
- Даны четыре различные точки А, В, С, D. Точки М и N — середины отрезков ВС и AD соответственно. Доказать, что если
, то (АВ) || (CD).
- Даны скрещивающиеся прямые a и b и на них соответственно точки А1, А2, А3
и В1 В2, В3 (А2 между А1 и А3, В2 между В1 и В3). Известно, что | А1А2 | : | А2А3 | = | В1В2 | : | В2В3 |. Доказать, что середины отрезков А1В1, А2В2, А3В3 лежат на одной прямой.
- ABCDA1B1C1D1 — параллелепипед. Проведена прямая, пересекающая прямые АА1,
ВС и С1D1 соответственно в точках М, N и Р так, что | MN | : | МР | = 2. Найти отношение | BN |: | ВС | (найти все решения).
- Ребро куба ABCDA1B1C1D1 имеет длину а. На прямой ВС1 взята точка М так,
что прямые DA1, AB1 и D1M параллельны одной плоскости. Найти длину отрезка D1M.
- На ребре AD и диагонали А1С параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 взяты соответственно точки М и N так, что прямая MN параллельна плоскости BDC1 и | AM | : | AD | = 1 : 5. Найти отношение | CN | : | CA1 |.
- Даны четыре точки А, В, С, О, не лежащие в одной плоскости. Доказать, что для того чтобы точка М лежала в плоскости ABC, необходимо и достаточно, чтобы существовали три числа х, у, z, удовлетворяющие двум условиям:
ОМ = х ОА + у ОВ + z OC, х + у + z = 1.
- Основанием четырехугольной пирамиды SABCD служит параллелограмм ABCD. Плоскость пересекает ребра SA, SB, SC и SD соответственно в точках М, N, Р и Q. Пусть | SA | : | SM | = m, | SB | : | SN | = n, | SC | : | SP | = p, | SD | : | SQ | = q. Доказать, что m + р = n + q.
- Центр нижнего основания куба соединен прямыми с четырьмя вершинами верхнего основания. Определить углы между этими прямыми.
- Точка К — середина ребра АА1 куба ABCDA1B1C1D1. Найти угол между прямыми а) ВК и BС1; б) ВК и AD1; в) ВК и А1С1.
- Точка М — середина ребра CD правильного тетраэдра ABCD. Найти угол между прямыми AM и ВС.
- Точки М и N — середины ребер ВС и AD тетраэдра ABCD, в котором | АС | = | BD |, а угол между прямыми АС и BD равен α. Найти угол между прямыми MN и АС (найти все решения).
- Все ребра правильной четырехугольной пирамиды SABCD имеют одинаковую длину. Найти угол между прямыми: a) AM и BN, где М и N — середины ребер SB и SC соответственно; б) SP и BN, где Р — середина ребра АВ.
- В тетраэдре ABCD известно, что | AC | = | BD | и (АС) ⊥ (BD). На ребрах AD и СВ взяты соответственно точки М и N так, что | AM | : | AD | = | CN | : | СВ | и
. Найти отношение | AM | : | AD |.
- Ребра АВ и CD тетраэдра ABCD перпендикулярны и | АВ | = | CD | = а. На ребре АВ взяты точки М и N, а на ребре CD - точки Р и Q так, что | АМ | = | NB | = | СР | = | QD | = λа (λ < 1/2). Найти расстояние между серединами отрезков МР и NQ.
- Даны три некомпланарных вектора. Существует ли четвертый вектор, перпендикулярный трем данным?
- Даны три попарно перпендикулярные прямые. Четвертая прямая образует с данными
прямыми соответственно углы ось α1, α2, α3. Доказать, что cos2α1 + cos2α2 + cos2α3 = 1.
- Дан параллелепипед ABCDA1B1C1D1. Доказать, что

- В тетраэдре ABCD известно, что
, | AD | = | CD | = | ВС |. Найти угол между прямыми AD и ВС.
- Точка М — середина ребра А1В1 куба ABCDA1B1C1D1, а точка N — центр грани АВВ1А1. Найти угол между прямыми MD и CN.
- Два ребра тетраэдра перпендикулярны скрещивающимся с ними ребрам. Доказать, что и два других скрещивающихся ребра тетраэдра перпендикулярны.
- Отрезок АВ является общим перпендикуляром к скрещивающимся прямым l1 и l2 (A ∈ l1, B ∈ l2). На прямых l1 и l2 взяты соответственно точки С и D так, что | AС | =
| BD | = | АВ | = | CD | ⁄ 2. Найти угол между прямыми l1 и l2.
- Угол между скрещивающимися прямыми l1 и l2 равен α, отрезок АВ является их общим перпендикуляром (A ∈ l1, B ∈ l2). На прямых l1 и l2 взяты соответственно точки С и D так, что | АС | = | BD | = а, | CD | = b. Найти | АВ | (найти все решения). При каком соотношении между а и b задача имеет решение при любом α?
- Сторона основания правильной треугольной призмы имеет длину а, две непересекающиеся диагонали боковых граней призмы перпендикулярны. Найти длину бокового ребра призмы.
- На диагоналях граней D1A, А1В, В1С, C1D куба ABCDA1B1C1D1), взяты соответственно точки М, N, P, Q так, что | D1M | : | D1A | = | BN | : | BA1 | = | B1P | : | B1C | = | DQ | : | DC1 | = λ, а прямые MN и PQ перпендикулярны. Найти λ.
- Все ребра правильной призмы АВСА1В1С1 имеют длину а. Рассматриваются отрезки с концами на прямых АВ1 и ВС1, перпендикулярные прямой АС1. Найти наименьшую длину таких отрезков.
- Ребро куба ABCDA1B1C1D1 имеет длину а. На диагоналях D1A и А1В взяты соответственно точки М и N так, что | D1M | : | D1A | = | NB | : | А1В | = 1 : 3. Найти расстояние от вершины С до прямой MN.
- Ребро куба ABCDA1B1C1D1 имеет длину а. На прямой ВС, взята точка М так, что прямые D1M, DA1, АВ1 параллельны одной плоскости. Найти: а) расстояние от точки М до прямой АВ1; б) площадь сечения куба плоскостью MD1B1.
- В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известно, что | AD | : | DC | = n. В каком отношении общий перпендикуляр прямых АА1 и B1D делит отрезки АА1 и B1D?
- В правильном тетраэдре ABCD проведены высоты DE и BF граней ABD и BDC. В каком отношении разделены отрезки DE и BF основаниями их общего перпендикуляра?
- Длина каждого ребра параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 равна а, все плоские углы при вершине А имеют величину π/3. Определить расстояние между прямыми АС и DB1.
- Длина ребра правильного тетраэдра ABCD равна a. Точка Е - середина ребра CD, точка F — середина высоты BL грани ABD. Отрезок MN с концами на прямых AD и ВС пересекает прямую EF и перпендикулярен ей. Найти длину этого отрезка.
- Длины ребер АВ и ВС прямоугольного параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 равны соответственно а и 2а. Известно, что существует прямая, пересекающая прямые АА1, ВС и C1D1 и образующая с ними равные углы. Найти длину ребра АА1 (найти все решения).
- Сторона основания ABC правильной призмы АВСА1В1С1 равна а. Точки М и N — ередины ребер АС и А1В1 соответственно, точки М1 и N, — основания перпендикуляров, опущенных из точек М и N на прямую ВС1. Найти длину бокового ребра призмы, если
.
- Пусть S - площадь треугольника ABC. Доказать, что
.
- Длина ребра правильного тетраэдра ABCD равна а. На ребрах AD и BD взяты соответственно точки Е и F так, что | DE | : | ЕА | = | BF | : | FD | = 2. Найти площадь треугольника CEF.
- Даны четыре вектора a, b, c и d. Векторы a, b, c компланарны, но попарно не коллинеарны, вектор d не компланарен с векторами a, b, c. Известно, что
. Найти угол между векторами d и c.
- Четыре луча, выходящие из одной вершины, образуют попарно углы равной величины. Найти эту величину.
- Длина ребра куба равна а. Найти сумму скалярных произведений векторов, начала которых находятся в центре куба, а концы в его вершинах.
- Даны точки А, В, С, О, причем точки А, В и С не лежат на одной прямой. Известно, что для любых точек М величина у (М) = | МА |2 + | MB |2 + | МС |2 - 3 | МО |2 имеет одно и то же значение. Доказать, что О — точка пересечения медиан треугольника ABC.
- В пространстве даны различные точки А, В, С, D, не лежащие на одной прямой. Пусть S — произвольная точка пространства, обозначим у (S) = | SA |2 + | SC |2 - | SB |2 - | SD |2. Доказать, что:
а) y(S) имеет одно и то же значение для всех точек пространства тогда и только
тогда, когда точки А, В, С, D являются вершинами параллелограмма;
б) если существуют четыре такие точки S1, S2, S3, S4, не лежащие в одной плоскости, что у (S1) = у (S2) = у (S3) = у (S4) = 0, то А, В, С, D — вершины прямоугольника.
Для данной величины у0 найти множество точек S пространства, для которых у (S) = у0.
- Основание пирамиды — правильный восьмиугольник со стороной длины а, вершина пирамиды удалена от центра основания на расстояние b. Найти сумму квадратов длин боковых ребер.
- Даны точки А, В, С и D. Найти точку М такую, что величина | МА |2 + | MB |2 + | МС |2 + | MD |2 имеет наименьшее значение.
- Доказать, что для любых четырех точек А, В, С, D
.
- В пространстве даны четыре точки А, В, С и D (А ≠ С, В ≠ D), точки Р и Q соответственно — середины отрезков АС и BD. Доказать, что
| АВ |2 + | ВС |2 + | CD |2 + | AD |2 = | AC |2 + | BD |2 + 4 | PQ |2.
- Даны точки А, В, С, D (А ≠ В, С ≠ D). Доказать: для того чтобы прямые АВ и CD
были параллельны, необходимо и достаточно, чтобы
2 | АВ | · | CD | = || AD |2 + | ВС |2 - | AC |2 - | BD |2 |.