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medici,
Sejam:
[tex3]\alpha[/tex3] e
[tex3]\beta[/tex3] dois planos secantes (que se cruzam).
i a reta de interseção entre eles
[tex3](i = \alpha \cap \beta)[/tex3].
r uma reta tal que
[tex3] r \parallel \alpha~ e~r \parallel \beta[/tex3].
Como
[tex3]r \parallel \alpha[/tex3], existe no plano
[tex3]\alpha[/tex3] uma reta s tal que
[tex3]r \parallel s[/tex3].
Como
[tex3]r \parallel \beta[/tex3], existe no plano
[tex3] \beta[/tex3] uma reta t tal que
[tex3]r \parallel t[/tex3].
Pela propriedade de transitividade do paralelismo: se
[tex3]s \parallel r[/tex3] e
[tex3] t \parallel r[/tex3], então
[tex3]s \parallel t[/tex3].
As retas s (em
[tex3]\alpha[/tex3]) e t (em
[tex3] \beta[/tex3]) são paralelas entre si, elas definem um plano.Contudo, a reta i é a única reta que pertence simultaneamente a
[tex3]\alpha[/tex3] e
[tex3]\beta[/tex3].
Pelo teorema das retas paralelas, se uma reta r é paralela a um plano
[tex3]\alpha[/tex3], ela é paralela a alguma reta desse plano.Se r fosse concorrente (cruzasse) com a interseção i, ela teria que cruzar um dos planos, o que contradiz a hipótese de que ela é paralela a ambos.
Se a reta r não tem pontos comuns com o plano
[tex3]\alpha [/tex3] e nem com o plano
[tex3]\beta,[/tex3] ela certamente não pode ter pontos comuns com a reta i (pois i está contida em ambos os planos).Como r, s e t são todas paralelas entre si e i é a reta "guia" da inclinação desses planos onde eles se tocam, a reta r deve manter a mesma direção de i. Portanto:
[tex3]r \parallel i[/tex3]