内容正文:
直线与平面垂直的判定
《普通高中教科书数学必修第二册(人教A版2019)》
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问题1 直线与平面垂直是空间中的特殊位置关系,它在研究空间图形问题中具有重要的作用.东风导弹与神州十四号的发射都是以垂直于地面的方式进行发射的,下面请同学们,通过下面视频,来感受直线与平面垂直的关系,并体会国家的强大带给我们的安全感和自豪感.
新课引入
问题2 我们实际生活中有很多直线与平面垂直的实例,那么,直线与平面垂直如何定义和判定?又有什么性质?这将是本节课要研究的课题?
新课引入
问题3 如图,在阳光下观察直立于底面的旗杆AB及它在底面的影子BC,
随着时间的变化,影子BC的位置在不断的变化,旗杆所在直线AB与其影子
BC所在直线是否保持垂直?
A
α
B
C
探究规律
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
A
B
随着时间的变化,影子BC的位置在不断地变化。
B1
C1
探究规律
观察在阳光下观察直立于地面的旗杆AB及它在地面上的影子BC,
直线和平面垂直的定义
如果直线l与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l与平面α互相垂直,记作l⊥α.
l
平面α的垂线
直线l的垂面
P
垂足
问题4 如何画直线与平面垂直?
探究规律
问题5 在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,这一结论推广到空间,过一点垂直于已知平面的直线有几条?为什么?
经实际观察我们发现,过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条.
探究规律
例如:
点到平面的距离
过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条
过一点作垂直于已知平面的直线,则该点与垂足间的线段,叫做这个点到该平面的垂线段,
垂线段的长度叫做这个点到该平面的距离.
l
α
P
探究规律
A
B
h=|AB|
l
追问:能否利用在平面内找有限条直线与已知直线垂直,从而判定直线与平面垂直?
一条?
问题6 怎么来判定直线与平面垂直?由定义判定直线与平面垂直,简便可行吗?
l
l
两条?
探究规律
探究 如图,准备一块三角形的纸片,做一个试验:
过顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上(BD,DC与桌面接触).
(1)折痕AD与桌面垂直吗?
(2)如何翻折才能使折痕 AD 与桌面所在平面α垂直.
探究规律
当且仅当折痕 AD 是 BC 边上的高时,AD所在直线与桌面所在平面α垂直.
探究规律
A
B
D
C
问题:根据上面实验,结合两条相交线确定一个平面的事实,你能给出判定直线与平面垂直的方法吗?请用文字语言表述该定理.
抽象概括
探究规律
作用:
判定直线与平面垂直.
直线与平面垂直
直线与直线垂直
思想:
直线与平面垂直的判定定理
一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.
探究规律
例1 如图,已知求证:.
例题讲解
例2 如图,点P 是平行四边形ABCD 所在平面外一点,O 是对角线AC与BD的交点,且PA =PC,PB =PD.
求证:PO⊥平面ABCD
C
A
B
D
O
P
证明:
探究规律
1.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证BC1⊥平面A1B1CD .
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
O
解:
∴A1B1⊥BC1
∵BC1⊥B1C
B1C和A1B1平面A1B1CD内的两条相交直线
∴BC1⊥平面A1B1CD
∵正方体A1B1C1D1-ABCD
∴A1B1⊥平面B1BCC1
∵BC1 平面B1BCC1
当堂检测
通过本节课的学习,你有什么收获?
课堂小结
必做题:教材第2、3、4题;
选做题:习题8.6第11题
课后思考:为什么与“两条相交线”垂直可以保证线面垂直?请你结合平面向量基本定理从向量角度解释原因.
布置作业
Lavf58.33.100
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