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第五节 直线、平面垂直的判定与性质
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第五节 直线、平面垂直的判定与性质
1.能以立体几何中的定义、基本事实和定理为出发点,认识和理解空间中线、面垂直的有关性质和判定定理.
2.能运用基本事实、定理和已获得的结论证明一些空间图形中垂直关系的简单命题.
1.直线与平面垂直
(1)定义
直线l与平面α内的_____一条直线都垂直,就说直线l与平面α互相垂直.
任意
(2)判定定理与性质定理
相交
平行
(3)空间距离
垂线段 过一点作垂直于已知平面的直线,则该点与垂足间的线段
点到平面的距离 垂线段的长度
直线到平面的距离 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
两个平行平面间的距离 两个平面平行,其中一个平面内的任意一点到另一个平面的距离都相等
射影
两个半平面
垂直
(2)判定定理与性质定理
l⊥α
l⊂β
α∩β=a
4.重要结论
(1)若两平行线中的一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于这个平面.
(2)若一条直线垂直于一个平面,则它垂直于这个平面内的任何一条直线(证明线线垂直的一个重要方法).
(3)垂直于同一条直线的两个平面平行.
(4)一条直线垂直于两平行平面中的一个,则这一条直线与另一个平面也垂直.
(5)两个相交平面同时垂直于第三个平面,它们的交线也垂直于第三个平面.
(6)过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条.
[一“点”就过]
解决空间中线面、面面垂直问题的方法
(1)依据定理得出结论;
(2)可结合符合题意的图形作出判断;
(3)否定命题时只需举一个反例.
[一“点”就过]
1.求线面角的三个步骤
一作(找)角,二证明,三计算,其中作(找)角是关键,先找出斜线在平面上的射影,关键是作垂线,找垂足,然后把线面角转化到三角形中求解.
2.作二面角的平面角的方法
作二面角的平面角可以用定义法,也可以用垂面法,即在一个半平面内找一点作另一个半平面的垂线,再过垂足作二面角的棱的垂线,两条垂线确定的平面和二面角的棱垂直,由此可得二面角的平面角.
[方法技巧] 判定线面垂直的4种方法
[方法技巧]
1.证明面面垂直的方法
定义法 利用面面垂直的定义,即判定两平面所成的二面角为直二面角,将证明面面垂直的问题转化为证明平面角为直角的问题
定理法 利用面面垂直的判定定理,即证明其中一个平面经过另一个平面的一条垂线,进而把问题转化为证明线线垂直加以解决
2.在已知平面垂直时,一般要用性质定理进行转化.在一个平面内作交线的垂线,转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直.
[方法技巧]
有关立体几何综合问题的解题方法
(1)三种垂直的综合问题,一般通过做辅助线进行线线、线面、面面垂直间的转化.
(2)垂直与平行的结合问题,求解时应注意平行,垂直的性质及判定的综合应用.
答案:B
解析:根据直线与平面垂直的定义知“直线a与平面M内的无数条直线都垂直”不能推出“直线a与平面M垂直”,反之可以,所以是必要不充分条件.
答案:B
解析:当异面直线互相垂直时满足条件的平面有1个,当异面直线不互相垂直时满足条件的平面有0个.
“课时验收评价”见“课时验收评价(四十七)”
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文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一条直线与一个平面内的两条_____直线垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线_____
⇒a∥b
2.直线和平面所成的角
(1)定义:平面的一条斜线和它在平面上的______所成的角叫做这条直线和这个平面所成的角.
(2)线面角θ的范围:__________.
3.平面与平面垂直
(1)二面角的有关概念
①二面角:从一条直线出发的____________所组成的图形叫做二面角.
②二面角的平面角:过二面角棱上的任一点,在两个半平面内分别作与棱______的射线,则两射线所成的角叫做二面角的平面角.
③二面角的平面角α的范围:_______.
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直
⇒α⊥β
性质定理
两个平面垂直,如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与另一个平面垂直
⇒l⊥α
1.(多选)若平面α⊥平面β,且α∩β=l,则下列命题中正确的是( )
A.平面α内的直线必垂直于平面β内的任意一条直线
B.平面α内的已知直线必垂直于平面β内的无数条直线
C.平面α内的任一条直线必垂直于平面β
D.过平面α内任意一点作交线l的垂线,则此垂线必垂直于平面β
答案:BD
2.已知直线a,b与平面α,β,γ,能使α⊥β的充分条件是( )