Даны две параллельные прямые а и в и точка М, не лежащая ни на одной из них. Лежит ли точка М в одной плоскости с прямыми а и в, если известно, что через точку М можно провести прямую, пересекающую только одну из данных прямых?

Предположим, что прямые a, b и прямая M лежат в плоскости α.

По условию, через точку M можно провести прямую c, которая пересекает прямую a и не пересекает прямую b. Пусть прямая c пересекает прямую a в точке N. Так как прямая a лежит в плоскости α, точка N также лежит в плоскости α. Если две точки прямой принадлежат некоторой плоскости, то вся прямая лежит в этой плоскости. Тогда прямая c лежит в плоскости α, так как две её точки - M и N - лежат в α.

Таким образом, в плоскости α лежат две параллельные прямые a и b, и прямая c, которая пересекает прямую a и не пересекает прямую b. Это противоречит следствию из аксиомы параллельных прямых - если в плоскости прямая пересекает одну из параллельных прямых, то она пересекает и другую прямую. Так как мы получили противоречие, наше предположение о том, что точка M лежит в одной плоскости с прямыми A и B неверно.