内容正文:
6.5.1线面垂直的判定定理
直线和平面垂直:如果直线l与平面内的任意一条直线都垂直,则直线与平面互相垂直,记作⊥. 叫平面的垂线,叫直线的垂面.
直线与平面垂直时,它们唯一的公共点P叫做垂足.
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P
l
垂线
垂面
垂足
直线和平面垂直:如果直线l与平面内的任意一条直线都垂直,则直线与平面互相垂直,记作⊥. 叫平面的垂线,叫直线的垂面.
直线与平面垂直时,它们唯一的公共点P叫做垂足.
说明:
(1)定义中“任意一条直线”与“所有直线”是同义词,但和“无数条直线”有区别;
(2)定义虽然用来证明“线面垂直”有一定困难(为什么?),
但是却为证明“线线垂直”带来方便,即“线面垂直,则线线垂直”,这是一种最常用的证明“线线垂直”的方法.
新知探索
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(1)有人说,垂线AD所在直线与桌面所在平面a上的一条直线垂直,就可以判断AD垂直平面a,你同意他的说法吗?
(2)折痕AD⊥BC,翻折之后垂直关系不变,即AD ⊥ CD,AD ⊥ BD,由此你能得到什么结论?
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1
线面垂直判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面.
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1
P
m
n
l
1.判断下列说法是否正确:
(1)如果一条直线垂直于平面内的无数条直线,那么这条直线和这个平面垂直;
(2)垂直于三角形两边的直线必垂直于第三边;
(3)如果三条共点直线两两垂直,那么其中一条直线垂直于另两条直线所确定的平面.
例题巩固
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思考:
1.已知一个平面与平面外一点,问过该点与此平面垂直的直线有几条?
2.已知一条直线与不在直线上的一点,过该点且与此直线垂直的的平面有几个?
例题巩固
2
例题巩固
2
例1 已知四棱锥P-ABCD的底面是菱形,且PA=PC,PB=PD,若AC与BD交于O点,求证:PO面ABCD.
例题巩固
2
练习 已知三棱锥S-ABC中,,D为AC的中点,且SA=SB=SC.
(1) 求证:S面ABC;
(2)若AB=BC,求证:BD 面SAC.
练习 已知三棱锥P-ABC中,,若平面与棱PA、PB、BC、AC相交与点E、F、G、H,且.
求证:(1) .
例题巩固
2
例题巩固
2
练习 如图,AB为圆O的直径,PA垂直与圆O 所在的平面,M为圆周上任意一点,AN,N为垂足.
(1)求证: ;
(2)若AQ,垂足为Q,求证:NQ PB.
6.5.1线面垂直的性质定理
直线和平面所成的角(线面角)
1.一条直线PA和一个平面相交,但不和这个平面垂直,这条直线叫做这个平面的斜线,斜线和平面的交点A叫做斜足.
P
A
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1
斜线
斜足
直线和平面所成的角(线面角)
2.过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线PO,过垂足O和斜足A的直线AO叫做斜线在这个平面上的射影.
3.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.
P
O
A
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射影
1.若直线垂直平面,则直线和平面所成的角为90°;
2.若直线和平面平行或直线在平面内,则直线和平面所成的角为0°;
直线和平面所成角的取值范围为:[0°, 90°]
P
O
A
O
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直线和平面所成的角(线面角)
例 如图,在正方体.
(1)求面所成角;
(2)求面所成角.
例题巩固
2
练习 如图,在底面边长为a的正方形的四棱锥中,PA且,求直线PC与平面PAD所成角的正弦值.
例题巩固
2
练习 如图,面在直角三角形BMC中,, , 且, 求直线MC与平面ABC所成角的正弦值.
例题巩固
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线面垂直的性质
如果一条直线与平面垂直,那么这条直线与这个面内的直线有何关系呢?
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b
线面垂直的性质1:线面垂直,则直线垂直于平面内任意一条直线
线面垂直的性质定理
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1
b
a
性质2:
垂直于同一平面的两条直线相互平行.
立体几何中证明直线平行的方法
(1)定义:同一个平面内无交点的两条直线
(2) 平行的传递性
(3)线面平行的性质
(4)面面平行的性质
(5)线面垂直的性质
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例1 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是AB、A1C上的点,且MN⊥平面A1DC.求证:MN∥AD1.
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练习 如图,四棱锥P-ABCD中,面ABCD,ABDC,DCAC.
(1)求证:DC面PAC;
(2)求证:面PAB 面PAC.
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练习 如图,四棱锥P-ABCD中,四边形ABCD为矩形,面PAD,AD=AP,E为PD的中点,点M,N分别在AB,PC上,且MN AB,PC求证:A.
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线到面的距离
一条直线和一个平面平行时,直线上任意一点到这个平面的距离都相等,我们把这个距离叫做直线到平面的距离.
面到面的距离
如果两个平面平行,那么其中一个平面内的任意一点到另一个平面的距离都相等,我们把这个距离叫做两个平行平面间的距离.
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