РУҚА
Тапсырма № 12 · ЕГЭ

Касательная плоскость к сфере

Признак касания плоскости к сфере и радиус, проведённый в точку касания
2 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Касательная плоскость к сфере — это плоскость, имеющая со сферой ровно одну общую точку. Главный признак: если плоскость проходит через точку сферы и перпендикулярна радиусу, проведённому в эту точку, то она является касательной к сфере.

Касательная плоскость к сфере
Плоскость, имеющая со сферой единственную общую точку \(T\), называется касательной к сфере в точке \(T\). Точка \(T\) называется точкой касания. Если \(O\) — центр сферы, то отрезок \(OT\) является радиусом, проведённым в точку касания.

Признак касательной плоскости

Пусть точка \(T\) лежит на сфере с центром \(O\), а плоскость \(\alpha\) проходит через \(T\). Если \(OT \perp \alpha\), то плоскость \(\alpha\) — касательная к сфере в точке \(T\). Это следует из перпендикулярности прямой и плоскости: перпендикуляр из центра сферы к плоскости имеет наименьшую длину среди отрезков от центра до точек плоскости. Поэтому только точка \(T\) плоскости может находиться на расстоянии \(OT\), равном радиусу сферы.

\[OT \perp \alpha,\quad T\in\text{сфера} \;\Longrightarrow\; \alpha\text{ — касательная плоскость в точке }T.\]

Свойство радиуса в точке касания

Радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной плоскости: \(OT \perp \alpha\). Это свойство работает и в обратную сторону вместе с признаком: плоскость, проходящая через точку сферы перпендикулярно соответствующему радиусу, касается сферы только в этой точке. Не следует путать сферу с поверхностью сферы и шаром: касательная плоскость касается именно поверхности, не пересекая её.

№
Пример

Сфера имеет центр \(O\) и радиус \(6\) см. Точка \(T\) лежит на сфере, поэтому \(OT=6\) см. Через \(T\) проведена плоскость \(\alpha\), причём \(OT\perp\alpha\). По признаку \(\alpha\) — касательная плоскость к сфере в точке \(T\).

!
Частая ошибка

Недостаточно, чтобы плоскость просто проходила через точку сферы. Для касания необходимо также доказать её перпендикулярность радиусу \(OT\). Если плоскость пересекает сферу по окружности, это уже сечение сферы плоскостью, а не касание.

Проверь себя

Что нужно доказать, чтобы плоскость \(\alpha\), проходящая через точку \(T\) сферы, была касательной?

Главное за минуту

Главное

  • Касательная плоскость имеет со сферой одну общую точку — точку касания.
  • Плоскость через точку сферы является касательной, если она перпендикулярна радиусу, проведённому в эту точку.
  • Радиус к точке касания перпендикулярен касательной плоскости.