8018. Дано несколько прямых в пространстве, каждые две из которых пересекаются. Докажите, что либо все эти прямые лежат в одной плоскости, либо все проходят через одну точку.
Указание. Проведите плоскость через любые две из данных прямых и докажите, что остальные либо лежат в этой плоскости, либо пересекают её в общей точке первых двух прямых.
Решение. Пусть
a
и
b
— две из данных прямых. Проведём через них плоскость
\alpha
. Это можно сделать, так как эти прямые пересекаются. Пусть
c
— ещё одна из данных прямых. Если
c
лежит в плоскости
\alpha
, то всё доказано. Если
c
не лежит в плоскости
\alpha
, то
c
либо параллельна этой плоскости (тогда она не пересекает прямые
a
и
b
, что противоречит условию), либо пересекает плоскость
\alpha
в единственной точке
M
. Значит, точка
M
лежит на каждой из прямых
a
и
b
. Следовательно, все данные прямые проходят через точку
M
.