内容正文:
8.6.3 平面与平面垂直
第一课时
平面内的角:由两条有公共端点的射线组成的几何对象。
两平面的角:
1.半平面的定义
平面内的一条直线把平面分为两部分,其中的每一部分都叫做半平面.
2.二面角的定义
空间中,从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。
其中,这条直线叫做二面角的棱;这两个半平面叫做二面角的面.
二面角的表示方法
二面角的定义
二面角 P-AB-Q
二面角的表示方法
思考:我们常说“把笔记本电脑开大些”,是指哪个角开大一些,你认为应该怎么刻画二面角的大小?
以二面角的棱上任意一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所构成的角叫做二面角的平面角.
思考:∠AOB的大小与点O在 l 上的位置有关吗?为什么?
等角定理
二面角的平面角
二面角的大小用它的平面角来度量.
求二面角的大小,其实就是求其平面角的度数.
当两个半平面重合时规定:二面角为
当两个半平面合成平面时规定:二面角为:
平面角是直角的二面角叫做直二面角.
二面角的取值范围
一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直.平面α与β 垂直,记作α⊥β
图形表示:
两个平面垂直的定义
正方体ABCD-A1B1C1D1中,面C1D1AB与底面ABCD所成二面角C1-AB-C的大小为_______.
[变式](1)正方体中,二面角A-C1C-B的大小为_______.
(2)正方体中,二面角A-B1B-C的大小为_______.
定义理解:
如图,建筑工人在砌墙时,常用铅锤来检测所砌的墙面与地面是否垂直,如果系有铅锤的细线紧贴墙面,工人师傅就认为墙面垂直于地面,否则他就认为墙面不垂直于地面。这种方法说明了什么道理?
观察与思考:
你能在长方体中发现类似的结论吗?
如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,平面DCC1D1经过平面ABCD的一条垂线DD1,此时,平面DCC1D1⊥平面ABCD.
观察与思考:
定理 如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直.
符号表示
两个平面垂直的判定
图形语言
例7.如图,在正方体 ABCDA'B'C'D' 中,求证:平面 A'BD⊥平面 ACC'A'.
A
B
D
C
A′
B′
C′
D′
证明:∵ ABCDA'B'C'D' 是正方体,
∴ AA'⊥平面ABCD ,
∴ AA'⊥BD.
又 BD⊥AC,AA'∩AC=A,
∴ BD⊥平面 ACC'A',BD⊂平面 A'BD
∴ 平面 A'BD⊥平面 ACC'A'.
例8.如图,AB是圆O的直径,PA垂直于圆O所在的平面,C是圆周上不同
于A,B的任意一点.求证:平面PAC 平面PBC.
证明:∵ PA⊥平面 ABC,BC⊂平面 ABC,
∴ PA⊥BC.
∵ C 是圆周上不同于 A,B 的任意一点,
AB 是⊙O 的直径,
∴ ∠BCA=90°,即 BC⊥AC.
又∵ PA∩AC=A,PA⊂平面 PAC,AC⊂平面 PAC,
∴ BC⊥平面 PAC.
又∵ BC⊂平面 PBC
∴ 平面 PAC⊥平面 PBC.
1.已知直线a,b与平面α,β,γ,能使α⊥β的充分条件是( )
A.α⊥γ,β⊥γ B.α∩β=a,b⊥a,b⊂β
C.a∥β,a∥α D.a∥α,a⊥β
2.如图,AB⊥平面BCD,BC⊥CD,你能发现哪些平面互相垂直?为什么?
练习:
3.如图,在正三棱柱ABC-A'B'C'中,D为棱AC的中点.求证:平面BDC'⊥平面ACC'A’.
课堂小结
(1)这节课你掌握了什么数学知识和思想方法?
(2)回顾这节课,我们研究平面与平面垂直的过程是怎样的?
(3)线线垂直、线面垂直、面面垂直之间是如何转化的?
知识:二面角及其平面角、平面与平面垂直的定义和判定定理.
思想方法:转化、降维的思想.
二面角→二面角的平面角→面面垂直的定义→面面垂直的判定定理
线线垂直 线面垂直 面面垂直
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