内容正文:
7.5 空间直线、平面的垂直
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一轮 数学
必备知识· 自主梳理
关键能力 · 重点探究
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课程标准
1.从定义和基本事实出发,借助长方体,通过直观感知,了解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面间的垂直关系,并加以证明. 2.会用相关知识证明空间中基本图形之间的位置关系.
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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
如果一条直线l与平面α内的______一条直线都垂直,我们就说直线l与平面α互相垂直.
任意
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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
平行
a⊥α
b⊥α
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知识点二 直线与平面所成的角
1.定义
平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.一条直线垂直于平面,就说它们所成的角是直角,一条直线和平面平行,或在平面内,就说它们所成的角是0°的角.如图所示,∠PAO就是斜线AP与平面α所成的角.
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2.范围:[0°,90°].
知识点三 二面角及其平面角
1.二面角
从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角.这条直线叫做二面角的棱,两个半平面叫做二面角的面.
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垂直于棱
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知识点四 平面与平面垂直的判定定理与性质定理
垂线
l⊥α,l⊂β
交线
α⊥β
α∩β=a
l⊥a
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[对点自测]
1.(知识点一、四)已知互相垂直的平面α,β交于直线l.若直线m,n满足m∥α,n⊥β,则( )
A.m∥l B.m∥n
C.n⊥l D.m⊥n
C
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2.(知识点一、四)下列命题中不正确的是( )
A.如果平面α⊥平面β,且直线l∥平面α,则直线l⊥平面β
B.如果平面α⊥平面β,那么平面α内一定存在直线平行于平面β
C.如果平面α不垂直于平面β,那么平面α内一定不存在直线垂直于平面β
D.如果平面α⊥平面γ,平面β⊥平面γ,α∩β=l,那么l⊥γ
A
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3.(知识点一)“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.
必要不充分
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4.(知识点四)如图,已知AB⊥平面BCD,BC⊥CD,则图中互相垂直的平面有________对.
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解析:∵AB⊥平面BCD,AB⊂平面ABD,AB⊂平面ABC,∴平面ABD⊥平面BCD,平面ABC⊥平面BCD,AB⊥CD.又BC⊥CD,AB∩BC=B,∴CD⊥平面ABC.
又CD⊂平面ACD,∴平面ACD⊥平面ABC.
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题型一 直线与平面垂直的判定与性质 互动探究
[例] 如图所示,在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.
证明:(1)CD⊥AE;
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[证明] (1)在四棱锥PABCD中,
∵PA⊥底面ABCD,
CD⊂平面ABCD,∴PA⊥CD.
又∵AC⊥CD,PA∩AC=A,
PA,AC⊂平面PAC,∴CD⊥平面PAC.
又AE⊂平面PAC,∴CD⊥AE.
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(2)PD⊥平面ABE.
[证明] (2)由PA=AB=BC,∠ABC=60°,可得AC=PA.
∵E是PC的中点,∴AE⊥PC.
由(1)知AE⊥CD,且PC∩CD=C,PC,CD⊂平面PCD,
∴AE⊥平面PCD.
又PD⊂平面