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1、2.3.3 直線與平面垂直性質(zhì)
1.直線與平面垂直的性質(zhì)定理.
正方體ABCDA1B1C1D1中,求證AC⊥平面BB1D1D.
證明:由正方體的性質(zhì)可知AC⊥BD,BB1⊥平面AC,所以BB1⊥AC,因為BD與BB1相交,所以AC⊥平面BB1D1D.
2.平面與平面垂直的性質(zhì)定理.
直線與平面不垂直,那么該直線與平面內(nèi)的所有直線都不垂直對嗎?
答案:錯
?思考應(yīng)用
1.垂直于同一平面的兩平面平行嗎?
解析:不一定.可能平行,也可能相交,如相鄰的墻面與地面都垂直,但兩墻面相交.
2.兩個平面垂直,其中一個平面內(nèi)的任一條直線與另一個平面一定垂直嗎?
解析:不一
2、定.只有垂直于兩平面的交線才能垂直于另一個平面.
1.若直線a⊥直線b,且a⊥平面α,則有(D)
A.b∥α B.b?α C.b⊥α D.b∥α或b?α
2.兩個平面互相垂直,一個平面內(nèi)的一條直線與另一個平面(D)
A.垂直
B.平行
C.平行或相交
D.平行或相交或直線在另一個平面內(nèi)
3.若直線l⊥平面α,直線m?平面β,有下列四個命題:
①α∥β?l⊥m?、讦痢挺?l∥m?、踠∥m?α⊥β
④l⊥m?α∥β
其中正確的命題的序號是(D)
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
4.如圖,?ADEF的邊AF垂直于
3、平面ABCD,AF=2,CD=3,則CE=.
解析:∵AF∥ED,AF⊥平面ABCD,
∴ED⊥平面ABCD.∴ED⊥DC.
在Rt△EDC中,ED=2,CD=3,
∴CE==.
1.△ABC所在的平面為α,直線l⊥AB,l⊥AC,直線m⊥BC,m⊥AC,則直線l,m的位置關(guān)系是(C)
A.相交 B.異面
C.平行 D.不確定
解析:?l⊥a,?m⊥a.
由線面垂直的性質(zhì)定理得m∥l,故選C.
2.如圖,PA⊥平面ABCD,且四邊形ABCD為矩形,下列結(jié)論中不正確的是(C)
A.PB⊥BC B.PD⊥C
4、D
C.PO⊥BD D.PA⊥BD
3.已知平面α、β和直線m、l,則下列命題中正確的是(D)
A.若α⊥β,α∩β=m,l⊥m,則l⊥β
B.若α∩β=m,l?α,l⊥m,則l⊥β
C.若α⊥β,l?α,則l⊥β
D.若α⊥β,α∩β=m,l?α,l⊥m,則l⊥β
解析:選項A缺少了條件:l?α;選項B缺少了條件:α⊥β;選項C缺少條件α∩β=m,l⊥m;選項D具備了面面垂直的性質(zhì)定理的全部條件.
4.平面α⊥平面β,直線a∥α,則a與β的位置關(guān)系為__________.
答案:a∥β或a?β或a與β相交
5.圓O的半徑為4,PO垂直圓O所在的平面,且PO=3,那么
5、點P到圓上各點的距離是________.
答案:5
6.如圖所示,平面α⊥平面β,在α與β的交線l上取線段AB=4 cm,AC,BD分別在平面α和平面β內(nèi),AC⊥l,BD⊥l,AC=3 cm,BD=12 cm,求線段CD的長.
解析:連接AD,在Rt△ABD中,BD=12,AB=4,
∴AD==4(cm).
∵AC⊥l,AC?面α,α⊥β,α∩β=l,
∴AC⊥Β.
又AD?β,∴CA⊥AD.
在Rt△ADC中,AC=3,AD=4,
∴CD===13(cm).
7.已知,△ABC所在平面外一點V,VB⊥平面ABC,平面VAB⊥平面VAC.求證:AC⊥BA.
6、
證明:過B作BD⊥VA于D,
∵平面VAB⊥平面VAC,
∴BD⊥平面VAC,
∴BD⊥AC,
又∵VB⊥平面ABC,
∴VB⊥AC,
又∵BD∩VB=B,
∴AC⊥平面VBA,
∴AC⊥BA.
8.如下圖(左)所示,在邊長為1的等邊三角形ABC中,D,E分別是AB,AC邊上的點,AD=AE,F(xiàn)是BC的中點,AF與DE交于點G,將△ABF沿AF折起,得到如下圖(右)所示的三棱錐ABCF,其中BC=.
(1)證明:DE∥平面BCF;
(2)證明:CF⊥平面ABF.
(3)當(dāng)AD=時,求三棱錐FDEG的體積VF-DEG.
解析:(
7、1)在等邊三角形ABC中,AD=AE,
∴=,在折疊后的三棱錐ABCF中也成立,
∴DE∥BC.
又∵DE?平面BCF,BC?平面BCF,
∴DE∥平面BCF.
(2)在等邊三角形ABC中,F(xiàn)是BC的中點,所以AF⊥BC,即AF⊥CF,①
且BF=CF=.
∵在三棱錐ABCF中,BC=,
∴BC2=BF2+CF2.
∴CF⊥BF.②
∵BF∩AF=F,∴CF⊥平面ABF.
(3)由(1)可知,GE∥CF,結(jié)合(2)可得GE⊥平面DFG.
∴VFDEG=VEDFG=××DG×FG×GE=××××=.
1.(1)直線與平面垂直的性質(zhì):①定義:若a⊥α,b?α,則a⊥b;②性質(zhì)定理:a⊥α,b⊥α,則a∥b;③a⊥α,a⊥β,則α∥β.
(2)平面與平面垂直的性質(zhì):①性質(zhì)定理:α⊥β,α∩β=l,m?β,m⊥l,則m⊥α.②如果兩個平面垂直,那么經(jīng)過第一個平面內(nèi)的一點垂直于第二個平面的直線在第一個平面內(nèi).
2.直線與平面垂直的性質(zhì)、面面垂直的性質(zhì),結(jié)合其判定定理,其核心思想是轉(zhuǎn)化思想,即實現(xiàn)了線面垂直、線線垂直、面面垂直的相互轉(zhuǎn)化,而且溝通了平行和垂直的內(nèi)在聯(lián)系,實現(xiàn)了平行和垂直的相互轉(zhuǎn)化.