内容正文:
高考总复习· 数学
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第五节 直线、平面垂直的判定及其性质
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热点命题分析 学科核心素养
本节是高考的热点,主要考查直线与平面以及平面与平面垂直的判定和性质,常出现在解答题的第(1)问中,难度中等. 本节通过线、面垂直的判定及性质考查考生对转化与化归思想的应用,提升直观想象、逻辑推理核心素养.
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知识点一 直线与平面垂直
1.直线和平面垂直的定义
如果直线a与平面α内的____________直线都垂直,那么称直线a与平面α垂直,记作a⊥α.
任意一条
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2.判定定理与性质定理
两条相交
直线
l⊥a,l⊥b
a⊂α
b⊂α
文字语言
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判定定理
如果一条直线与一个平面内的__________ ______垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
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续表
a⊥α
b⊥α
平行
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线______
⇒a∥b
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1.直线与平面垂直的定义常常逆用,即a⊥α,b⊂α⇒a⊥b.
2.若平行直线中一条垂直于平面,则另一条也垂直于该平面.
3.垂直于同一条直线的两个平面平行.
4.过一点有且只有一条直线与已知平面垂直.
5.过一点有且只有一个平面与已知直线垂直.
[注意]
证明线面垂直时,易忽视“面内两条直线相交”这一条件.
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1.(2023·深圳模拟)若平面α,β满足α⊥β,α∩β=l,P∈α,P∉l,则下列命题中是假命题的为( )
A.过点P垂直于平面α的直线平行于平面β
B.过点P垂直于直线l的直线在平面α内
C.过点P垂直于平面β的直线在平面α内
D.过点P且在平面α内垂直于l的直线必垂直于平面β
B
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解析:由于过点P垂直于平面α的直线必平行于平面β内垂直于交线的直线,因此也平行于平面β.因此A正确.过点P垂直于直线l的直线有可能垂直于平面α,不一定在平面α内,因此B不正确.根据面面垂直的性质定理知,选项C,D正确.
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2.(2023·唐山模拟)如图,在以下四个正方体中,直线AB与平面CDE垂直的是( )
A.①②
B.②④
C.①③
D.②③
B
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解析:对于①,易证AB与CE所成角为45°,则直线AB与平面CDE不垂直;对于②,易证AB⊥CE,AB⊥ED,且CE∩ED=E,则AB⊥平面CDE;对于③,易证AB与CE所成角为60°,则直线AB与平面CDE不垂直;对于④,易证ED⊥平面ABC,则ED⊥AB,同理EC⊥AB,可得AB⊥平面CDE.
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3.“直线a与平面α内的无数条直线都垂直”是“直线a与平面α垂直”的___________条件.
解析:根据直线与平面垂直的定义知“直线a与平面α内的无数条直线都垂直”不能推出“直线a与平面α垂直”,反之则可以,所以应是必要不充分条件.
必要不充分
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知识点二 平面与平面垂直
1.平面与平面垂直的定义
一般地,如果两个平面所成的二面角是____________,那么就说这两个平面互相垂直.
直二面角
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2.判定定理与性质定理
垂线
l⊥α,l⊂β
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符号表示
判定
定理
如果一个平面过另一个平面的______,那么这两个平面垂直
⇒
α⊥β
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续表
α⊥β
α∩β=a
l⊥a
文字语言
图形表示
符号表示
性质
定