Пусть О — центр симметрии, а — данная прямая, α — плоскость, проведенная через О и а.
Пусть А ∈ а, построим отрезок ОА.
Продолжим ОА за точку О на расстояние ОА1=АО. Получим точку А1, симметричную А.
Пусть В ∈ а, построим отрезок ОВ. Продолжим ОВ за точку О на расстояние ОВ1=ОВ. Получим точку B1, симметричную точке В.
Через А1 и В1 проведем прямую b. Рассмотрим ΔAОВ и ΔА1ОВ1⋅AО=А1О, ВО=ОВ1, ΔАОВ=ΔА1ОВ1 как вертикальные, следовательно, ΔAОВ=ΔА1ОВ1.
Тогда, ∠1=∠2 и а || b.
б) Пусть А ∈ а. Симметричная ей точка А1 тоже принадлежит прямой а; АО=ОА1.
Точка А произвольна, следовательно, любая точка прямой, а также симметричная точка относительно центра О лежат на прямой а, следовательно, прямая а переходит сама в себя при условии, что проходит через центр симметрии.
точка О, принадлежащая плоскости - середина отрезка АВ
О = 1/2(А+В) = 1/2((7; -3; 4) +(-1; 1; 2)) = 1/2(6;-2;6) = (3;-1;3)
Вектор нормали к плоскости
ОА = А - О = (7; -3; 4) - (3;-1;3) = (4;-2;1)
уравнение плоскости, проходящей через точку М(х₀, у₀, z₀) с вектором нормали (A, B, C)
A(x – x₀) + B(y – y₀) + C(z – z₀) = 0
В нашем случае
4(x – 3) - 2(y + 1) + 1(z – 3) = 0
4x - 12 - 2y - 2 + z - 3 = 0
4x - 2y + z - 17 = 0