Определение параллельных прямых
Определение: две прямые в пространстве называются параллельными, если они лежат в одной плоскости и не пересекаются (рис. 1).
Рис. 1. Параллельные прямые
Лемма
Если одна из двух параллельных прямых пересекает данную плоскость, то и другая прямая пересекает эту плоскость.
Пояснение к лемме
Даны две параллельные прямые а и b. Прямая а пересекает плоскость в точке М. Лемма утверждает, что прямая b тоже пересекает плоскость в некоторой точке, назовем ее N (рис. 2).
Рис. 2. Иллюстрация к лемме
Определение параллельности прямой и плоскости
Определение. Прямая и плоскость называются параллельными, если они не имеют общих точек.
Признак параллельности прямой и плоскости
Теорема (признак параллельности прямой и плоскости)
Если прямая, не лежащая в данной плоскости, параллельна какой-нибудь прямой, лежащей в этой плоскости, то она параллельна данной плоскости.
Пояснение к признаку
Дана плоскость 
, прямая b лежит в плоскости α, прямая а параллельна прямой b, прямая а не лежит в плоскости (рис. 3). Согласно признаку параллельности прямой и плоскости, прямая а параллельна всей плоскости . Мощь этого признака в том, что только из того, что прямая а не имеет общих точек с прямой b (небольшой частью всей плоскости), следует, что прямая а не имеет общих точек со всей плоскостью.
Рис. 3. Иллюстрация к признаку
Следующее утверждение часто используется для решения задач.
Утверждение 1
Утверждение 1
Если плоскость 
проходит через данную прямую а, параллельную другой плоскости (а || ), и пересекает эту плоскость, то линия пересечения плоскостей параллельна данной прямой: a || b.
Пояснение утверждения
Дана плоскость и прямая а, которая параллельна плоскости (рис. 4).
Через прямую а проходит плоскость , которая пересекает плоскость по некоторой прямой b . Согласно утверждению, линия пересечения плоскостей и – прямая b будет параллельна прямой а.
Рис. 4. Иллюстрация к утверждению
Задача 1
Треугольники ABC и ABD не лежат в одной плоскости. Докажите, что любая прямая, параллельная отрезку СD, пересекает плоскости данных треугольников.
Доказательство
Рис. 5. Иллюстрация к задаче
Нам дано, что точка D не лежит в плоскости АВС, а точка С не лежит в плоскости АВD. Нужно доказать, что любая прямая, назовем ее m, параллельная прямой СD, пересечет плоскости АВС и АВD.
Вспомним лемму, если одна из двух параллельных прямых пересекает данную плоскость, то и другая прямая пересекает эту плоскость.
Прямая СD пересекает плоскость АВС в точке С. Значит, и параллельная ей прямая m пересечет эту плоскость в некоторой точке N (по лемме):
Прямая СD пересекает плоскость ABD в точке D. Значит, и параллельная ей прямая m пересечет эту плоскость в некоторой точке M (по лемме):
Задача 2
Точки А и В лежат в плоскости , а точка С не лежит в этой плоскости. Докажите, что прямая, проходящая через середины отрезков АС и ВС, параллельна плоскости .
Рис. 6. Иллюстрация к задаче
Доказательство
Пусть M – середина АС, N- середина ВС.
Точка М не лежит в плоскости , так как если бы она в ней лежала, то и прямая АМ, а значит и точка С, лежала бы в плоскости , что противоречит условию. Аналогично, точка N не лежит в плоскости . Рассмотрим треугольник АВС. MN – средняя линия в этом треугольнике. По свойству, MN параллельна АВ. Прямая MN параллельна прямой АВ, а прямая АВ лежит в плоскости . Значит, прямая АВ параллельна плоскости , что и требовалось доказать.
Задача 3
Плоскость параллельна стороне ВС треугольника АВС и проходит через середину стороны АВ. Докажите, что плоскость проходит через середину стороны АС.
Рис. 7. Иллюстрация к задаче
Доказательство
Нам даны две плоскости АВС и . Они не совпадают, имеют общую точку M, а значит, имеют линию пересечения MN. Докажем, что N – середина АС.
Плоскость АВС проходит через прямую ВС, которая по условию параллельна плоскости . Значит, ВС параллельна линии пересечения плоскостей MN.
Параллельные прямые MN и BС рассекают стороны угла А на пропорциональные части, то есть АМ : МВ = АN : NС = 1. Значит, N – середина стороны АС, что и требовалось доказать.
