线面、面面垂直
高中数学
(知识点归纳)
1.直线和平面垂直的定义.
直线l与平面α内的任意一条直线都垂直,就说直线l与平面α互相垂直. 符号语言: l??,a???l?a
?a,l?b,a?b?p?l?? ?b?a ?a??
2、一条直线与平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 符号语言:a、b??,l3、如果在两条平行直线中,有一条垂直于平面,那么另一条直线也 垂直这个平面 符号语言:a//b,a??4、如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也垂直于另一个平面 符号语言:?//?,a??5.面面垂直的判定定理:若一个平面过另一个平面的一条垂线,则这两个平面垂直. 符号语言:a??,a??????
6.面面垂直的性质定理:若两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。符号语言:???,????l,a?l,a???a??
【基础自测】
1.(人教A版教材习题改编)下列条件中,能判定直线l⊥平面α的是( ). A.l与平面α内的两条直线垂直 B.l与平面α内无数条直线垂直 C.l与平面α内的某一条直线垂直 D.l与平面α内任意一条直线垂直 2.(2012·兰州模拟)用a,b,c表示三条不同的直线,γ表示平面,给出下列命题: ①若a∥b,b∥c,则a∥c;②若a⊥b,b⊥c,则a⊥c; ③若a∥γ,b∥γ,则a∥b;④若a⊥γ,b⊥γ,则a∥b. 其中真命题的序号是( ).
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
3.(教材习题改编)给出下列四个命题:
①垂直于同一平面的两条直线相互平行;②垂直于同一平面的两个平面相互平行; ③若一个平面内有无数条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行; ④若一条直线垂直于一个平面内的任一直线,那么这条直线垂直于这个平面. 其中真命题的个数是 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 4.(09广东).给定下列四个命题:
①若一个平面内的两条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行; ②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直; ③垂直于同一直线的两条直线相互平行;
④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直. 其中,为真命题的是( )
1
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.②和④
考点1、线面垂直
例1.如图,AB是圆O的直径,C是异于A,B的圆周上的任意一点,PA垂直于圆O所在的平面,证明:(1)BC⊥面PAC (2)若AH⊥PC,证AH⊥面PBC
P B
A ? C 变式1:在正方体AC1中,O为下底面的中心,B1H ⊥D1O. 求证(1)AC⊥面D1B1BD(2)B1H⊥面D1AC
练习2.(2011年高考全国新课标卷·文)如图,四棱锥P?ABCD 中,底面ABCD为平行
四边形,?DAB?60?,AB?2AD,PD?底面ABCD。 (I)证明:PA?BD ;(II)设PD=AD=1,求棱锥D-PBC的高.
2
考点2、面面垂直
例2、(2012湛江一模) 底面是正方形的四棱柱ABCD?A1B1C1D1中,侧棱AA1?底面ABCD,E是CC1的中点,O是AC、BD的交点. (1)求证:AC1//平面BDE;
(2)求证:平面BDE?平面ACC1.
变式.如图,三棱锥P-ABC中,面PBC⊥面ABC,∠ACB= 90°,求证: PB ⊥AC
P B C A
提高训练
1、空间四面体ABCD中,若AB=BC,AD=CD,E为AC的中点,则有( ) (A) 平面ABD ⊥面BCD (B) 平面BCD ⊥面ABC (C) 平面ACD ⊥面ABC (D) 平面ACD ⊥面BDE 2、(2012·郑州模拟)设a、b是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列四个命题: ①若a⊥b,a⊥α,b?α,则b∥α;②若a∥α,a⊥β,则α⊥β;
③若a⊥β,α⊥β,则a∥α或a?α;④若a⊥b,a⊥α,b⊥β,则α⊥β. 其中正确命题的个数为 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4
3、如图,在四棱锥PABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥DC,△PAD是等边三角形,已知BD=2AD=8,AB=2DC=4.M是PC上的一点, 证明:平面MBD⊥平面PAD.
3
4、(2014年广东卷)如图2,四边形ABCD为矩形,PD⊥平面ABCD,AB=1,BC=PC=2,作如图3折叠,折痕EF∥DC.其中点E,F分别在线段PD,PC上,沿EF折叠后点P在线段AD上的点记为M,并且MF⊥CF.
(1) 证明:CF⊥平面MDF;(2)求三棱锥M-CDE的体积.
5、(2011·江苏高考)如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD, ∠BAD=60°,E,F分别是AP,AD的中点.
求证:(1)直线EF∥平面PCD;(2)平面BEF⊥平面PAD.
6.(2010北京)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD//BC,?BAD?90? , PA垂直于底面ABCD,PA=AD=AB=2BC=2,M,N分别为PC,PB的中点.(Ⅰ) 求四棱锥P-ABCD的体积;(Ⅱ)求证:PB?DM.
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