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第八章 立体几何初步
8.6 空间直线、平面的垂直
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[学习任务]
1.理解直线和平面垂直的性质定理.
2.会应用直线和平面垂直的性质定理证明一些空间的简单线面关系.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[对应学生用书第87页]
知识点一 直线与平面垂直的性质定理
文字语言 垂直于同一个平面的两条直线 平行
符号语言 ⇒ a∥b
图形语言
作用 ①线面垂直⇒线线平行,②作平行线
平行
a∥b
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
知识点二 线面距与面面距
1.直线与平面的距离:一条直线与一个平面平行时,这条直线上 任意一点 到这个平面的距离.
2.平面与平面的距离:两个平面平行时,其中一个平面内的 任意一点 到另一个平面的距离都相等.
任意一点
任意一点
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[对应学生用书第88页]
探究一 直线与平面垂直的性质应用
角度1 证明直线与直线平行
[例1] 如图,正方体A1B1C1D1-ABCD中,EF与异面直线AC,A1D都垂直相交.求证:EF∥BD1.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[证明] 如图所示,连接AB1,B1D1,B1C,BD,
∵DD1⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴DD1⊥AC.
又AC⊥BD,DD1∩BD=D,DD1,BD⊂平面BDD1B1,
∴AC⊥平面BDD1B1.
又BD1⊂平面BDD1B1,
∴AC⊥BD1.同理可证BD1⊥B1C,
又AC∩B1C=C,AC,B1C⊂平面AB1C,
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
∴BD1⊥平面AB1C.
∵EF⊥A1D,A1D∥B1C,
∴EF⊥B1C.
又EF⊥AC,AC∩B1C=C,AC,B1C⊂平面AB1C,
∴EF⊥平面AB1C,
∴EF∥BD1.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
角度2 证明直线与平面平行
[例2] 如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B1=A1C1,D,E分别是棱BC,CC1上的点(点D不同于点C),且AD⊥平面BCC1B1,F为B1C1的中点.求证:直线A1F∥平面ADE.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[证明] 因为A1B1=A1C1,F为B1C1的中点,
所以A1F⊥B1C1.
因为CC1⊥平面A1B1C1,且A1F⊂平面A1B1C1,
所以CC1⊥A1F.
又CC1⊂平面BCC1B1,B1C1⊂平面BCC1B1,CC1∩B1C1=C1,
所以A1F⊥平面BCC1B1.
又AD⊥平面BCC1B1,所以A1F∥AD.
又AD⊂平面ADE,A1F⊄平面ADE,
所以A1F∥平面ADE.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
证明线线平行常用的方法
(1)利用线线平行定义:证共面且无公共点.
(2)利用基本事实4:证两线同时平行于第三条直线.
(3)利用线面平行的性质定理:把证线线平行转化为证线面平行.
(4)利用线面垂直的性质定理:把证线线平行转化为证线面垂直.
(5)利用面面平行的性质定理:把证线线平行转化为证面面平行.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
1.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,AB⊥平面PAD,AD=AP,E是PD的中点,M,N分别在AB,PC上,且MN⊥AB,MN⊥PC.证明:AE∥MN.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
证明 因为AB⊥平面PAD,AE⊂平面PAD,
所以AE⊥AB.又AB∥CD,所以AE⊥CD.
因为AD=AP,E是PD的中点,
所以AE⊥PD.
又CD∩PD=D,CD,PD⊂平面PCD,
所以AE⊥平面PCD.
因为MN⊥AB,AB∥CD,
所以MN⊥CD.
又因为MN⊥PC,PC∩CD=C,PC,CD⊂平面PCD,
所以MN⊥平面PCD,所以AE∥MN.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
探究二 空间中的距离问题
[例3] (链接教材第154页例5、例6)已知在长方体ABCD-A1B1C1D1中,棱AA1=12,AB=5.求:
(1)点B1到平面A1BCD1的距离;
(2)B1C1到平面A1BCD1的距离.
8.6.2 直线与平面垂直
第2课时 直线与平面垂直的性质
[解] (1)如图,过点B1作B1E⊥A1B于点E.
由题意知BC⊥平面A1ABB1,且B1E⊂平面A1ABB1