内容正文:
8.6 空间直线、平面的垂直
8.6.2 直线与平面垂直
空间中直线与平面有几种位置关系?
线 面
位置关系
垂直
斜交
a
b
在平面内
平行
温故知新
已知两条异面直线,经过空间任一点分别作直线,我们把直线与所成的锐角或直角叫做异面直线与所成的角(或夹角).
异面直线所成角
异面直线平移至共面——立体问题平面化
PART
1
线面垂直的定义
生活中有很多直线与平面垂直的实例
5
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
C
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
请你给直线与平面垂直下个定义吧!
直线垂直于平面内的任意一条直线.
C1
B1
线面垂直
P
定义:如果直线 与平面 内的任意一条直线都垂直,我们就说直线 与平面 互相垂直。
记作:
线面垂直 线线垂直
平面 的垂线
直线 的垂面
垂足
2
直线与平面的垂直
判断正误:
若直线 l 与平面α内任意一条直线都垂直,则l⊥α.
若 l⊥α,则直线 l 与平面α内任意一条直线都垂直.
若 l⊥α,则直线 l 与平面α内任意一条直线都垂直.
线面垂直
线线垂直
定义
思考:在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,这一结论推广到空间,过一点垂直于已知平面的直线有几条?为什么?
经实际观察我们发现,过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条.
点到平面的距离:
过一点作垂直于已知平面的直线,则该点与垂足间的线段,叫做这个点到该平面的垂线段,垂线段的长度叫做这个点到该平面的距离.
如图,PP′⊥平面α,P′为垂足,线段PP′的长度即为点P到平面α的距离.
2
直线与平面的垂直
PART
2
线面垂直的判定定理
下面我们来研究直线与平面垂直的判定,即探究直线与平面垂直的充分条件.根据定义可以进行判断,但无法验证一条直线与一个平面内的所有直线都垂直.那么,有没有可行的方法?
如图,准备一块三角形的纸片ABC,过△ABC的
顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起
放置在桌面上(BD,DC与桌面接触)
(1)折痕AD与桌面垂直吗?
(2)如何翻折才能使折痕AD与桌面垂直?
容易发现AD与桌面垂直的充要条件是折痕AD是BC边上的高,这时,由于翻折之后垂直关系不变,所以直线AD与平面α内的两条相交直线BD、DC都垂直.
事实上,由基本事实的推论2,平面α可以看成是由两条相交直线BD,CD所唯一确定的,所以当直线AD垂直于这两条相交直线时,就能保证直线AD与α内所有直线都垂直.
3
直线与平面垂直的判定
学习新知
图形语言
理解关键
平面内的两条相交直线(线不在多,相交则灵)
符号语言
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。
线面垂直的判定定理
线线线面垂直
例1、下列说法正确的是 ( )
A.若直线 l 与平面α内的所有直线都垂直,则 l ⊥α;
B.若直线 l 与平面α内的无数条直线都垂直,则 l ⊥α;
C.若直线 l 与平面α内的任意一条直线都垂直,则 l ⊥α;
D.若 l ⊥α,则直线 l 垂直于平面α 内的任意一条直线.
l
m
α
n
ACD
题型一:面面平行的性质定理的应用(逻辑推理)
题型二:直线与平面垂直的判定(逻辑推理)
应用新知
题型二:直线与平面垂直的判定(逻辑推理)
例3.如图,直三棱柱中,,且,分别是,的
中点. 求证: 平面.
解:因为,
为的中点,所以,
因为为直棱柱,
所以平面,平面,
所以,
所以平面,
因为平面,
所以,由题意得
, 所以,
,
所以 即,
因为,
所以平面
题型二:直线与平面垂直的判定(逻辑推理)
PART
3
直线和平面所成角
探究新知
探究3:我们知道,当直线和平面垂直时,该直线叫做平面的垂线。
如果直线和平面不垂直,如何给它命名?
追问1:如图,当线面相交时,“线”"歪的程度明显不同,怎么刻画这种不同?
平面的斜线
如图,若一条直线和一个平面相交,但不垂直,那么这条直线就叫做这个平面的斜线,
斜线和平面的交点叫做 斜足.
用“角”度量
射影—— 垂直于平面的平行光线照射该斜线
得到的在平面内的投影
探究新知
追问2: 这个“角”的两边分别是什么?
P
A
直线与平面所成角 线线角
一条边是这条斜线,另一条边是平面内过斜足的