线面垂直的判定
线面垂直的7种判定方法
线面垂直的7种判定方法
1.看线面的夹角：如果线面的夹角为90度，则可以判定为线面垂直。
2. 使用直角三角形定理：如果一条线与一面相交，且与该面的垂线长度为a，线的长度为b，面的长度为c，则如果a+b=c，则可以判定该线面垂直。
3. 使用垂线的特性：通过绘制垂线来判定线面的垂直关系。
如果垂线与面相交，且垂线与线垂直，则可以判定该线面垂直。
4. 使用水平仪：使用水平仪来测量线面的倾斜角度，如果倾斜角度为0度，则可以判定该线面垂直。
5. 使用测量工具：使用测量工具来测量线面的高度和长度，如果高度和长度相等，则可以判定该线面垂直。
6. 观察图形：观察线面的图形形状，如果线面呈现出一个直角，则可以判定该线面垂直。
7. 使用数学公式：如果线面的斜率相乘为-1，则可以判定该线面垂直。
例如，如果线的斜率为2，面的斜率为-1/2，则2*(-1/2)=-1，因此可以判定该线面垂直。
- 1 -。
2.3线面垂直面面垂直的判定
2.3线面垂直、面面垂直的判定知识点:1.定义:如果直线l 与平面α内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α⊥l .直线l 叫做平面α的垂线, 平面α叫做直线l 的垂面. 2.线面垂直的判定定理: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 符合表示:3.面面垂直的判定定理:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个屏幕垂直. 符合表示: 例题解析:例1. 已知a ∥b,a ⊥α,求证: α⊥b .练习1:)(,,,则下列命题正确的是是一个平面是两条不同的直线设αm l,.B ,,.A ααα⊥⊥⊂⊥l l m m l 若则若l ∥m,则α⊥mC.若l ∥α,α⊂m ,则l ∥mD. 若l ∥α,若m ∥α,则若l ∥m , 例2:如图,在三棱锥V-ABC 中,VA=VC,AB=BC,求证:VB AC ⊥练习2: .在正四面体P-ABC 中,E 是BC 的中点,求证:平面PAE ⊥平面ABC例3.如图,在∆ABC 中,ABC ,AC ,90ABC 0∆=∠是的中点为S D 所在平面外一点,且 SA=SB=SC. (1)求证:SD ⊥平面ABC; (2)若AB=BC,求证:BD ⊥平面SAC练习3:过∆ABC 所在平面α外一点P,作PO α⊥,垂足为O,连接PA,PB,PC (1)若PA=PB=PC,则点O 为∆ABC 的 心(2)AB C O ,,,∆⊥⊥⊥为则若PA PC PC PB PB PA 的心巩固练习一.选择题1．在一个平面内，和这个平面的一条斜线垂直的直线有A．无数条 B.2条 C.1条 D.0条2．a与直线ｂ垂直，ｂ又垂直于平面α，则a与α的位置关系是( )A. a⊥αB. a∥αC. a⊂αD. a⊂α或a∥α3.直线ａ与直线ｂ垂直，ａ平行于平面α，则ｂ与α的位置关系是( )A.ｂ∥αB.ｂ⊂αC.ｂ与α相交D.不确定4.菱形ABCD在平面α内，PC⊥α，则PA与对角线BD的位置关系是（）（A）平行（B）斜交（C）垂直相交（D）异面垂直5.若平面α⊥平面β，直线nα⊂，直线m⊂β，m⊥n，则（）A．n⊥βB．n⊥β且m⊥αC．m⊥αD．n⊥β与m⊥α中至少有一个成立6．若直线l、m与平面α、β、γ满足：β∩γ=l，l∥α，mα⊂，m⊥γ，则有（）A．α⊥γ，l⊥m B．α⊥γ，m∥βC．m∥β，l⊥m D．α∥β，α⊥γ二.填空题7．已知a,b为不垂直的异面直线,α是一个平面,①两条平行直线;②两条相互垂直的直线；③同一条直线;④一条直线及其外一点. 则a,b在上的射影有可能是8. 如图,BC是Rｔ△ABC的斜边，AP⊥平面ABC，则图中共有直角三角形个.三.解答题9. 如图，已知AP⊥⊙O所在平面，AB为⊙O的直径，C是圆周上的任意一点，过A作AE ⊥PC 于点E.求证：AE⊥平面PBC.10.已知△ABC 中，∠ABC=90°，SA ⊥平面ABC ，AD ⊥SB 于D.求证：AD ⊥平面SBC.11、如图，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中， 求证：平面A 1BD ⊥平面A 1C 1CA ．12.如图,已知四棱锥S-ABCD,底面ABCD 为正方形,SA ,AB CD 平面⊥平面AEFG SC ⊥,分别交SB/SC/SD 于E 、F 、G,求证:SB ⊥AEABCDA 1B 1C 1D1。
线面垂直面面垂直的判定定理和性质定理
线面垂直面面垂直的判定定理和性质定理
线面垂直面面垂直的判定定理是指两个射线有一定的关系即垂直面是垂直的，其中一个起点在另一个终点上。
简单来说就是两线垂直于一个面，则这两条线的垂直的面也是垂直的。
由线面垂直面面垂直的判定定理可以得出线面垂直面面垂直的性质定理，这是建立在线面垂直面面的判断定理的基础之上的定理。
线面垂直面面垂直的性质定理：若两个射线分别与两个平面成垂直，则它们两个平面所成的平面也是垂直的。
该定理也可以用图形来表示，如下图所示：
从图中可以看出，射线AB和CD都是垂直于两个平面m、n，其中AB与m，CD与n成垂直。
而平面m和n又组成一个新平面mn，根据线面垂直面面垂直的性质定理可以知道AB与mn也是垂直的，同样CD也与mn是垂直的。
线面垂直面面垂直的定理主要应用在几何中，它可以用来证明两个平面的面积计算方法是正确的，也可以用来证明两个球面的夹角是垂直的。
同时，它同样可以应用在工程技术中，例如对于地面上的建筑物，我们可以用它来判断其是否与地面垂直。
由此可以看出，线面垂直面面垂直的判定定理和性质定理对于各类几何计算和工程技术应用具有十分重要的意义。
它能有效地帮助人们判断两面之间是否是垂直的关系，从而实现各种几何计算和工程技术应用。
面面垂直线面垂直的判定定理
面面垂直线面垂直的判定定理一、引言在几何学中，面面垂直是一个基本的概念。
当两个平面垂直时，我们称它们是面面垂直的。
本文将介绍面面垂直线面垂直的判定定理。
二、定义1. 面：在三维空间中，由无数条线段组成的平坦曲面。
2. 平行：两条线或两个平面在同一平面内，且不相交。
3. 垂直：两条线或两个平面相交于一个角度为90度的交点。
4. 面面垂直：当两个平面相互垂直时，它们被称为“面面垂直”。
三、定理如果一条直线同时与两个不同的平面相交，并且这条直线与其中一个平面的交线是另一个平面上的一条直线，则这两个平面是“面面垂直”的。
四、证明假设有两个不同的平面A和B，并且这两个平面相互垂直。
我们需要证明如果一条直线同时与这两个不同的平面相交，并且这条直线与其中一个平面A的交线是另一个平面B上的一条直线，则这两个平面是“ 面面垂直”的。
首先，我们需要证明这条直线存在。
假设这两个平面A和B相交于一条直线L。
因为这两个平面相互垂直，所以它们的交角为90度，因此直线L与平面A和平面B的交线都是垂直的。
接下来，我们需要证明这条直线与平面A和平面B的交线是垂直的。
假设这条直线与平面A的交点为P，与平面B的交点为Q，并且PQ 在平面B上。
我们需要证明AP和BQ是垂直的。
由于PQ在平面B上，所以PQ与平面A的交线PA也在平面B上。
因此，我们可以得到三角形APQ和三角形BPQ共享一个角度PQB，并且它们有一个共同边界PQ。
根据余弦定理：cos(APQ) = (AQ² + PQ² - AP²) / (2 * AQ * PQ)cos(BPQ) = (BQ² + PQ² - BP²) / (2 * BQ * PQ)由于AP = BQ（因为它们都等于L），所以AP² = BQ²。
将其代入上式中可得：cos(APQ) = cos(BPQ)因此，APQ = BPQ因此，AP和BP是垂直的。
线面垂直性质
符号语言：a b
a // b
ab
图形语言：
O
简述为：线面垂直 线线平行
已知：直线l∥平面a 则有：直线l上各点到平面a的距离相等。
直线和平面的距离：
b A lB
如果一条直线和一个平面平
行，这条直线上任意一点到
这个平面的距离，叫做这条
A’
B’
直线和这个平面的距离．
例：如图，P是△ABC所在平面外的一 点，PA⊥PB , PB⊥PC , PC⊥PA , H是 △ABC的垂心 , 求证：PH⊥平面ABC
线面垂直的性质
复习
直线与平面垂直的判定定理：
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
符号表示：
m ,n
l
m nP
l
l m,l n
P
mn
简记为：线线垂直
线面垂直
直线与平面垂直的性质1：
如果一条直线垂直于一个平面，那么这 条直线垂直于面上任意直线．（定义）
符号语言：a b
a
b
ab
图形语言：
O
简述为：线面垂直 线线垂直
直线与平面垂直的性质2：
推论1
如果两条平行直线中的一条垂直于一个 平面，那么另一条也垂直于这个平面．
符号语言：a / /b
a
b a b
图形语言： O
直线与平面垂直的性质3：
推论2
如果两条直线同时垂直于一个平面，
那么这两条直线直
C EH D
B
线线垂直
练习
12.如图,在三棱锥V ABC中,VA VC, AB BC 求证VB AC
V
.D
C
A
直线、平面垂直的判定及其性质
2.3 直线、平面垂直的判定及其性质线面垂直→线线垂直：如果一条直线a与一个平面α内的任意一条直线都垂直，我们就说直线a垂直于平面α。
【线面垂直定义】线线垂直→线面垂直：如果一条直线和一个平面内的两条相交直线垂直，那么这条直线垂直于这个平面。
【判定】线面垂直→线线平行：如果两条直线同时垂直于一个平面，那么这两条直线平行。
【性质】线面垂直→面面垂直：如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直。
【判定】面面垂直→线面垂直：如果两个平面互相垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。
【性质】三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
一、选择题1．给定空间中的直线l及平面α，条件“直线l与平面α内两条相交直线都垂直”是“直线l与平面α垂直”的( )A．充分不必要条件 B．必要不充分条件C．充要条件 D．既不充分又不必要条件【解析】直线l与平面α内两条相交直线都垂直，是线面垂直判定定理的条件，故为充要条件．【答案】 C2．空间四边形ABCD中，若AB＝BC，AD＝CD，E为对角线AC的中点，下列判断正确的是( ) A．面ABD⊥面BDC B．面ABC⊥面ABDC．面ABC⊥面ADC D．面ABC⊥面BED【解析】在等腰三角形ABC、ADC中，E为底边AC的中点，则BE⊥AC，DE⊥AC.又∵BE∩DE＝E，∴AC⊥面BDE，故面ABC⊥面BDE，面ADC⊥面BDE.【答案】 D3．对两条不相交的空间直线a和b，必定存在平面α，使得 ( )A．a⊂α，b⊂α B．a⊂α，b∥αC．a⊥α，b⊥α D．a⊂α，b⊥α【解析】当a，b异面时，A不成立；当a，b不平行时，C不成立；当a，b不垂直时，D不成立．故选B.【答案】 B4．设直线m与平面α相交但不垂直，则下列说法中正确的是( )A．在平面α内有且只有一条直线与直线m垂直B．过直线m有且只有一个平面与平面α垂直C．与直线m垂直的直线不可能与平面α平行D．与直线m平行的平面不可能与平面α垂直【解析】在平面α内有无数条彼此平行的直线与直线m垂直，与直线m垂直的直线可能与平面α平行，与直线m平行的平面可能与平面α垂直．故A，C，D错误．【答案】 B5．设a，b，c是空间三条直线，α，β是空间两个平面，则下列命题中，逆命题不成立．．．的是( )A．当c⊥α时，若c⊥β，则α∥βB．当b⊂α，且c是a在α内的射影时，若b⊥c，则a⊥bC．当b⊂α时，若b⊥β，则α⊥βD．当b⊂α，且c⊄α时，若c∥α，则b∥c【解析】α⊥β，b⊂α，b不一定垂直于β.故C错误．【答案】 C6．命题p：若平面α⊥β，平面β⊥γ，则必有α∥γ；命题q：若平面α上不共线的三点到平面β的距离相等，则必有α∥β.对以上两个命题，下列结论中正确的是( ) A．命题“p且q”为真 B．命题“p或綈q”为假C．命题“p或q”为假 D．命题“綈p且綈q”为假【解析】命题p，命题q皆为假，所以命题C正确．【答案】 C7．如图，已知△ABC 为直角三角形，其中∠ACB ＝90°，M 为AB 的中点，PM 垂直于△ABC 所在的平面，那么( )A ．PA ＝PB >PCB ．PA ＝PB <PCC ．PA ＝PB ＝PCD ．PA ≠PB ≠PC【解析】 ∵M 为AB 的中点，△ACB 为直角三角形，∴BM ＝AM ＝CM ，又PM ⊥平面ABC ，∴Rt △PMB ≌Rt △PMA ≌Rt △PMC ，故PA ＝PB ＝PC .【答案】 C二、填空题8．m 、n 是不同的直线，α、β、γ是不同的平面，有以下四个命题：①若α∥β，α∥γ，则β∥γ；②若α⊥β，m ∥α，则m ⊥β；③若m ⊥α，m ∥β，则α⊥β；④若m ∥n ，n ⊂α，则m ∥α.其中真命题的序号是________．【解析】 由平面平行的传递性知①正确，由面面垂直的判定定理知③正确．【答案】 ①③9．P 为△ABC 所在平面外一点，AC ＝2a ，连接PA 、PB 、PC ，得△PAB 和△PBC 都是边长为a 的等边三角形，则平面ABC 和平面PAC 的位置关系为________．【解析】如图所示，由题意知PA ＝PB ＝PC ＝AB ＝BC ＝a ，取AC 中点D ，连接PD 、BD ，则PD ⊥AC ，BD ⊥AC ，则∠BDP 为二面角P －AC －B 的平面角，又∵AC ＝2a ，∴PD ＝BD ＝22a ， 在△PBD 中，PB 2＝BD 2＋PD 2，∴∠PDB ＝90°.【答案】 垂直10．(精选考题·四川高考)如图所示，二面角α－l －β的大小是60°，线段AB ⊂α，B ∈l ，AB 与l 所成的角为30°，则AB 与平面β所成的角的正弦值是________________________________________________________________________．【解析】 如图，过点A 作平面β的垂线，垂足为C ，在β内过C 作l 的垂线，垂足为D ，连接AD ，由线面垂直关系可知AD ⊥l ，故∠ADC 为二面角α－l －β的平面角，∴∠ADC ＝60°.连接CB ，则∠ABC 为AB 与平面β所成的角．设AD ＝2，则AC ＝3，CD ＝1，AB ＝AD sin30°＝4，∴sin ∠ABC ＝AC AB ＝34. 【答案】34 三、解答题11．如图所示，在四棱锥P －ABCD 中，PA ⊥底面ABCD ，AB ⊥AD ，AC ⊥CD ，∠ABC ＝60°，PA ＝AB ＝BC ，E 是PC 的中点．求证：(1)CD ⊥AE ；(2)PD ⊥平面ABE .【证明】 (1)在四棱锥P －ABCD 中，∵PA ⊥底面ABCD ，CD ⊂平面ABCD ，∴PA ⊥CD .∵AC ⊥CD ，PA ∩AC ＝A ，∴CD ⊥平面PAC .而AE ⊂平面PAC ，∴CD ⊥AE .(2)由PA ＝AB ＝BC, ∠ABC ＝60°，可得AC ＝PA .∵E 是PC 的中点，∴AE ⊥PC .由(1)知，AE ⊥CD ，且PC ∩CD ＝C ，∴AE ⊥平面PCD ，而PD ⊂平面PCD ，∴AE ⊥PD .∵PA ⊥底面ABCD ，∴PA ⊥AB .又∵AB ⊥AD 且PA ∩AD ＝A ，∴AB ⊥平面PAD ，而PD ⊂平面PAD ，∴AB ⊥PD .又∵AB ∩AE ＝A ，∴PD ⊥平面ABE .12．如图，在四棱锥P －ABCD 中，PD ⊥平面ABCD ，PD ＝DC ＝BC ＝1，AB ＝2，AB ∥DC ，∠BCD ＝90°.(1)求证：PC ⊥BC ；(2)求点A 到平面PBC 的距离．【解析】 (1)证明：∵PD ⊥平面ABCD ，BC ⊂平面ABCD ，∴PD ⊥BC .由∠BCD ＝90°，得BC ⊥DC .又PD ∩DC ＝D ，∴BC ⊥平面PCD .∵PC ⊂平面PCD ，∴PC ⊥BC .(2)如图，连接AC .设点A 到平面PBC 的距离为h .∵AB ∥DC ，∠BCD ＝90°，∴∠ABC ＝90°.从而由AB ＝2，BC ＝1，得△ABC 的面积S △ABC ＝1.由PD ⊥平面ABCD 及PD ＝1，得三棱锥P －ABC 的体积V ＝13S △ABC ·PD ＝13.∵PD ⊥平面ABCD ，DC ⊂平面ABCD ，∴PD ⊥DC .又PD ＝DC ＝1，∴PC ＝PD 2＋DC 2＝ 2.由PC ⊥BC ，BC ＝1，得△PBC 的面积S △PBC ＝22.由V ＝13S △PBC h ＝13×22h ＝13，得h ＝ 2.因此点A 到平面PBC 的距离为 2.。
高中数学必修二4.线面垂直的性质及判定
αO A B CαOAB授课内容 线面垂直的判定及性质教学内容知识梳理1 、线面垂直定义：如果一条直线和一个平面相交，并且和这个平面内的任意一条直线都垂直，我们就说这条直线和这个平面互相垂直其中直线叫做平面的垂线，平面叫做直线的垂面交点叫做垂足直线与平面垂直简称线面垂直，记作：a ⊥α2、直线与平面垂直的判定定理：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3 直线和平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那麽这两条直线平行4、斜线,垂线,射影⑴垂线 自一点向平面引垂线,垂足叫这点在这个平面上的射影. 这个点和垂足间的线段叫做这点到这个平面的垂线段.⑵斜线 一条直线和一个平面相交,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叫斜足；斜线上一点与斜足间的线段叫这点到这个平面的斜线段⑶射影 过斜线上斜足外的一点向平面引垂线,过垂足和斜足的直线叫做斜线在这个平面内的射影垂足和斜足间线段叫这点到这个平面的斜线段在这个平面内的射影直线与平面平行，直线在平面由射影是一条直线直线与平面垂直射影是点斜线任一点在平面内的射影一定在斜线的射影上5．直线和平面所成角（1）定义：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斜线和这个平面所成的角一直线垂直于平面，所成的角是直角一直线平行于平面或在平面内，所成角为0︒角。
直线和平面所成角范围： [0，2π]（2）定理：斜线和平面所成角是这条斜线和平面内经过斜足的直线所成的一切角中最小的角【同步练习】1、下列命题中正确的个数是（ ）①如果直线l 与平面α内的无数条直线垂直，则α⊥l ； ②如果直线l 与平面α内的一条直线垂直，则α⊥l ；③如果直线l 不垂直于α，则α内也没有与l 垂直的直线； ④如果直线l 不垂直于α，则α内也有无数条直线与l 垂直。
A 、0 B 、1 C 、2 D 、32、若直线l ⊥平面α，直线α⊂m ，则（ ）A 、m l ⊥B 、l 可能和m 平行C 、l 和m 相交D 、l 和m 不相交3、直线a ⊥直线b ，b ⊥平面β，则a 与β的关系是（ ） A 、β⊥a B 、a ∥β C 、β⊂a D 、β⊂a 或a ∥β4、给出下列四个命题：①若直线垂直于平面内的两条直线，则这条直线垂直于这个平面；②若直线与平面内的任意一条直线都垂直，则这条直线垂直于这个平面；③互相平行的两条直线，在同一个平面内的射影必然是互相平行的两条直线； ④过点P 有且仅有一条直线与异面直线l ，m 都垂直。
线面垂直的判定
线面垂直的判定
在几何学中，线和面是两个基本的概念。
线是由无数个点组成的，而面则是由无数个线组成的。
在三维空间中，线和面的关系非常重要，因为它们的垂直关系可以决定很多几何问题的解法。
我们需要明确什么是垂直关系。
垂直是指两个物体或者两个方向之间的夹角为90度。
在三维空间中，我们可以通过两个向量的点积来判断它们是否垂直。
如果两个向量的点积为0，则它们垂直；如果点积为正数，则它们夹角小于90度；如果点积为负数，则它们夹角大于90度。
对于线和面的垂直关系，我们可以通过线和面的法向量来判断。
线的法向量是指与线垂直的向量，而面的法向量是指垂直于面的向量。
如果线的法向量和面的法向量垂直，则线和面垂直。
在实际应用中，线面垂直的判定非常重要。
例如，在建筑设计中，我们需要确定某些墙面是否垂直于地面或者其他墙面。
如果墙面不垂直，则会影响建筑的结构和美观度。
又如，在机械设计中，我们需要确定某些零件的安装方向是否垂直于其他零件。
如果安装方向不垂直，则会影响机械的运转和精度。
线面垂直的判定是几何学中非常重要的一个概念。
它可以帮助我们解决很多实际问题，同时也是我们理解三维空间中物体之间关系的基础。
证明线面垂直的三种途径
证明线面垂直问题是高考数学试题中的常见题型之一，主要考查同学们的空间想象能力和数学运算能力.对于简单的证明线面垂直问题，通常可直接运用直线与平面垂直的定义进行证明，对于一些较为复杂的证明线面垂直问题，利用定义法无法证明结论，此时需利用转化思想，把线面垂直问题转化为线线垂直问题、面面垂直问题、空间向量问题来求解.下面重点探讨一下如何证明线面垂直.一、利用线面垂直的判定定理进行证明线面垂直的判定定理：如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直，那么这条直线与此平面垂直.运用线面垂直的判定定理，需通过证明线线垂直来推出线面垂直.而证明线线垂直的常用手段有：（1）利用等腰三角形的三线合一性质（或等腰梯形上下底的中点连线与上下底垂直）；（2）利用菱形的对角线互相垂直；（3）利用勾股定理；（4）利用圆的性质：圆的直径所对的圆周角是直角.例1.在直三棱柱ABC-A1B1C1中，M为棱AC的中点，AB=BC，AC=2，AA1=2.求证：BM⊥平面ACC1A1.证明：∵点M为棱AC的中点，AB=BC，∴BM⊥AC，∵AA1⊥底面ABC，BM⊂平面ABC，∴AA1⊥BM，∵AA1⋂AC=A，AA1⊂平面ACC1A1，AC⊂平面ACC1A1，∴BM⊥平面ACC1A1.要证BM⊥平面ACC1A1，需要在平面ACC1A1内找到两条与BM垂直的相交直线，即AC与AA1.再利用线面垂直的判定定理加以证明.在证明BM⊥AC时，需要用到等腰三角形的三线合一性质，而证明AA1⊥BM 时，需用到直棱柱的侧棱与底面垂直的性质.例2.如图1，六面体ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是菱形，AA1//BB1//CC1//DD1，且BB1⊥平面ABCD，AA1=CC1， AE=λ AA1， CF=λ CC1()0＜λ≤1，平面BEF 与平面ABCD的交线为l.求证：直线l⊥平面B1BDD1.证明：如图1所示，连接AC、BD，∵AA1=CC1，AA1//CC1， AE=λ AA1， CF=λ CC1(0＜λ≤1)，∴ AE= CF，∴AE=CF，AE//CF，∴四边形AEFC为平行四边形，∴AC//EF，∵EF⊂平面BEF，AC⊄平面BEF，∴AC//平面BEF，∵平面BEF⋂平面ABCD=l，AC⊂平面ABCD，∴AC//l，∵四边形ABCD是菱形，∴AC⊥BD，∵BB1⊥平面ABCD，AC⊂平面ABCD，∴AC⊥BB1，∵BD⋂BB1=B，BD⊂平面B1BDD1，BB1⊂平面B1BDD1，∴AC⊥平面B1BDD1，∵AC//l，∴l⊥平面B1BDD1.要证明l⊥平面B1BDD1，需先根据菱形的对角线互相垂直的性质证明AC⊥BD，以及线面垂直的性质证明AC⊥BB1，从而根据线面垂直的判定定理证明AC⊥平面B1BDD1；最后根据平行线的性质证明结论.例3.如图2，在四棱锥P-ABCD中，AB//CD，BC⊥CD，侧面PAB为等边三角形，AB=BC=4，CD=PD=2，求证：PD⊥平面PAB.证明：如图2所示，过点D作DE⊥AB于点E，连接BD，∵AB//CD，BC⊥CD，∴四边形BEDC为矩形，在RtΔAED中，DE=BC=4，AE=2，∴AD=AE2+DE2=25，∵ΔPAB为等边三角形，∴PA=PB=AB=4，∵在ΔPAD中，PD=2，∴PA2+PD2=20=AD2，∴PD⊥PA，在RtΔBCD中，BC=4，CD=2，∴BD=BC2+CD2=25，∴在ΔPBD中，PB2+PD2=20=BD2，∴PD⊥PB，而PA⋂PB=P，PA⊂平面PAB，PB⊂平面PAB，∴PD⊥平面PAB.我们利用勾股定理、等边三角形的性质、矩形的性质，在平面PAB中找到与PD垂直的两条相交直线PA、PB，证明PD⊥PA、PD⊥PB，便可根据线面垂直的判定定理证明PD⊥平面PAB.图2解题宝典图1 36二、利用面面垂直的性质定理进行证明面面垂直的性质定理：如果两个平面相互垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面.在解题时，往往要先根据面面垂直的定义证明两个平面互相垂直；然后确定两个平面的交线，运用面面垂直的性质定理证明线面垂直.例4.如图3，在四棱锥P-ABCD中，平面PAD⊥平面ABCD，PA=PD，AB//CD，CD⊥AD，AD=CD=2，AB=3，E，H分别是棱AD，PB的中点，求证：BC⊥平面PCE.证明：如图3所示，在棱AB上取点F，使得AF=2BF=2，连接CF，BE，∵AB//CD，CD⊥AD，AD=CD=2=AF，∴四边形AFCD是正方形，∴∠BAE=∠CDE=∠CFB=90°，且CF=AD=2，∵E是棱AD的中点，∴AE=DE=1，∵AB=3，∴BC=CF2+BF2=5，CE=CD2+DE2=5，BE=AE2+AB2=10，∴BE2=BC2+CE2，∴BC⊥CE，∵PA=PD，E是棱AD的中点，∴PE⊥AD，∵平面PAD⊥平面ABCD，平面PAD⋂平面ABCD=AD，∴PE⊥平面ABCD，∵BC⊂平面ABCD，∴PE⊥BC，∵PE⊂平面PCE，CE⊂平面PCE，PE⋂CE=E，∴BC⊥平面PCE．先结合图形确定平面PAD与平面ABCD的交线，根据等腰三角形三项合一的性质证明PE⊥AD，进而证明PE⊥平面ABCD，便可根据面面垂直的性质定理证明PE⊥BC；然后由勾股定理和正方形的性质可证明BC⊥CE，即可根据线面垂直的判定定理证明BC⊥平面PCE.三、利用空间向量法进行证明当几何体中出现（或可以构造）两两互相垂直的三条线时，可以考虑建立空间直角坐标系，分别求得直线的方向向量和平面的法向量，通过空间向量运算，来证明直线的方向向量与平面的法向量平行，即可证明直线与平面垂直.例5.如图4，在四棱锥P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，正方形ABCD的边长为2，E是PA的中点.若PA=2，线段PC上是否存在一点F，使AF⊥平面BDE？若存在，求出PF的长度；若不存在，请说明理由.解：存在.理由如下：因为PA⊥平面ABCD，CD⊂平面ABCD，所以PA⊥CD.因为ABCD为正方形，所以CD⊥DA.PA⋂DA=A，PA⊂平面ADP，DA⊂平面ADP，所以CD⊥平面ADP.以D为原点，建立空间直角坐标系D-xyz，如图4所示.则D()0,0,0，A()0,2,0，B()0,2,2，C()0,0,2，P(2,2,0)，则DB=()0,2,2，而E为PA中点，所以E()1,2,0，DE=()1,2,0，设PF=λPC()0≤λ≤1，而PC=()-2,-2,2，则PF=()-2λ,-2λ,2λ，所以F()2-2λ,2-2λ,2λ，得AF=()2-2λ,-2λ,2λ，设平面BDE的法向量为n =()x,y,z，则ìíîn ∙DB=2y+2z=0，n ∙DE=x+2y=0，取y=1，则{x=-2，z=-1，得n =()-2,1,-1，当AF⊥平面BDE时，AF//n ，则2-2λ-2=-2λ，解得λ=13，所以Fæèöø23，23，23，故PF=.首先根据线面垂直的性质定理、正方形的性质及线面垂直的判定定理证明CD⊥平面ADP，即可确定两两互相垂直的三条线，据此建立空间直角坐标系；然后求出所需的各点的坐标、直线的方向向量AF、平面BDE的法向量n ；再根据AF//n ，计算出λ的值，最终求出PF的长度.在证明线面垂直时，通常要用到线面垂直的判定定理来寻找垂直关系，即便是采用空间向量法，也需要根据线面垂直的判定定理证明几何体中存在两两互相垂直的三条线，才能建立空间直角坐标系.同学们在解题受阻时，要学会灵活运用转化思想，将问题进行合理的转化，以拓宽解题的思路.本文系黑龙江省教育科学“十四五”规划教研专项重点课题《信息技术环境下的高中数学直观想象核心素养的培养研究》（课题编号：JYB1422308）研究成果.（作者单位：黑龙江省大庆铁人中学）图3F图4解题宝典37。
线面垂直知识点总结
一、线面垂直概念及性质1.1 线面垂直的定义及基本概念线面垂直是指两条直线或者一条直线与一个平面之间的特定关系。
当一条直线与一个平面相交，并且相交形成的两个角相互垂直的时候，我们称这条直线与该平面垂直。
线面垂直是几何中非常重要的一个概念，它涉及到了平面几何和立体几何两个方面的知识。
线面垂直在现实生活和数学问题中都有广泛的应用，因此对线面垂直的概念和性质的理解是非常重要的。
1.2 线面垂直的性质线面垂直的性质包括以下几点：（1）垂直直线的特点：两条垂直的直线所形成的两对相邻角互为补角。
（2）垂直平面的性质：一个平面上的两条直线如果与另一个平面相交，且这两条直线分别与另一个平面垂直，则这两条直线在原平面上相交的直线垂直。
（3）垂直平面的性质：一个平面内任意一条直线与另一平面垂直，则这条直线与另一平面垂直。
二、线面垂直的判定方法2.1 使用直线方程进行线面垂直的判定在平面直角坐标系中，通过直线的斜率来判定直线与坐标平面的垂直关系。
如果两条直线的斜率之积为-1，那么这两条直线相互垂直。
2.2 使用向量进行线面垂直的判定在向量的运算中，可以通过两条直线的方向向量的点积来判断两条直线的垂直关系。
如果两条直线的方向向量的点积为0，那么这两条直线相互垂直。
2.3 使用距离或者坐标进行线面垂直的判定通过直线的距离公式或者坐标的关系来判定直线与平面的垂直关系。
如果直线上某点到平面的距离等于这条直线在平面上的高度，那么这条直线与平面垂直。
2.4 使用角度进行线面垂直的判定通过角度的关系来判定两条直线或者直线与平面的垂直关系。
如果两条直线所形成的两对相邻角相互垂直，则这两条直线垂直。
同样，如果一条直线与一个平面所形成的角为90度，则这条直线与该平面垂直。
3.1 平行线垂直平面交角的性质线面垂直的性质在平行线与垂直平面的交角问题中有非常重要的应用。
例如，在平行线与平面相交的问题中，我们可以利用线线平行的条件来求得角的关系，从而应用线面垂直的性质判断角的大小。
线面垂直的判定定理符号表示
线面垂直的判定定理引言线面垂直的判定定理是几何学中常用的一个定理，用于判断两个几何元素——线和面是否垂直相交。
本文将详细讨论该定理的符号表示、应用方法以及相关的几何知识。
符号表示在线面垂直的判定定理中，我们使用一组符号来表示线和面的关系。
以下是常用的符号及其含义：•|：表示垂直关系；•⊥：表示垂直关系；•AB：表示线段；•ACB：表示以点C为顶点的角ACB；•P：表示面；•∠ACB：表示角ACB的度数。
定理表述在使用线面垂直的判定定理时，我们有以下定理表述：定理1：如果线段AB与面P上的直线相交于点C，且∠ACB为直角，则线段AB与面P垂直相交。
定理2：如果角ACB为直角，且点A在面P上，点B在线段AB所在直线上，则线段AB与面P垂直相交。
应用方法下面将详细介绍线面垂直的判定定理的应用方法。
应用场景1：线段与平面的垂直判定1.已知线段AB和平面P上的一条直线相交于点C；2.测量∠ACB的度数；3.如果∠ACB为90度，则线段AB与平面P垂直相交；否则，线段AB与平面P不垂直相交。
应用场景2：角与平面的垂直判定1.已知角ACB为直角；2.点A在平面P上，点B在线段AB所在直线上；3.则线段AB与面P垂直相交。
相关几何知识在应用线面垂直的判定定理时，我们还需要一些相关的几何知识。
垂直垂直是几何学中的重要概念，表示两条线、线段或面之间的垂直关系。
两条垂直的线、线段或面之间的相交角度为90度。
角角是由两条射线共享一个端点而构成的一对线段所形成的图形。
角可以分为锐角、直角和钝角三种类型，其中直角角度为90度。
平面平面是一个没有边界的二维图形，由无限多个彼此平行的直线组成。
平面可以用一组点和直线来描述。
总结线面垂直的判定定理是几何学中的重要定理，用于判断线和面是否垂直相交。
通过符号表示、定理表述和应用方法，我们可以灵活运用这一定理来解决各种几何问题。
在应用定理时，我们还需要掌握垂直、角和平面等相关几何知识。
线面垂直判定课件
B1
C1
M
A
B
C •线面垂直判定
例 6 如图，已知正三棱柱 ABC－A1B1C1 中，AB1⊥BC1， 求证：AB1⊥A1C．
A
C
B
A1
C1
B1
•线面垂直判定
定义：如果一条直线 a 与一个平面 α 内的任意一条直线 都垂直，我们就说直线 a 与平面 α 互相垂直，记 作 a⊥α． 直线 a 叫做平面 α 的垂线；平面 α 叫做直线 a 的垂面；垂线和平面的交点叫做垂足．
•线面垂直判定
例3.（如图）在正方体AC1中， 求证：(1)AC⊥平面D1DB
(2)D1B⊥平面ACB1 D1
A1 D
A
•线面垂直判定
C1 B1
C B
练习1.在ABCD—A1B1C1D1中， 求证：（1）AC1⊥BD （2）AC1⊥平面BC1D
C1 D1
B1 A1
C
B
D
A
•线面垂直判定
2. 已知E、F分别是正方形ABCD边
3、证明线面垂直
(1)由线面垂直得到线线垂直；
(2)由线线垂直得到线面垂直；
•线面垂直判定
体现了转化的思想
例1 已知P是△ABC所在平面外的一点， PA、PB、PC两两互相垂直，
１、 H是△ABC的垂心， 求证：(1)PA⊥BC； (2)PH⊥面ABC
２、ＰＨ⊥面ＡＢＣ。
P
求证：Ｈ是△ABC的垂心。
S
A
D
C
B
•线面垂直判定
三. 练习:
1. 如图，若 C ,P D ,P A ,
A为垂足，A⊥CD于O ，则________,理由______
P
D
线面垂直的判定定理(公开课)课件
习题
01
02
03
04
B. 若直线a在平面α外，且直 线a与平面α内的两条相交直
线都垂直，则线面垂直。
C. 若直线a在平面α外，且直 线a与平面α内的无数条直线
都垂直，则线面垂直。
D. 若直线a在平面α外，且直 线a与平面α内的两条平行直
线都垂直，则线面垂直。
填空题：若直线a与平面β内 的两条直线分别平行和垂直，
情况二
如果一条直线与平面内的 两条平行直线都垂直，那 么这条直线与这个平面垂 直。
情况三
如果一条直线与平面内的 无数条直线都垂直，那么 这条直线与这个平面垂直 。
线面垂直在几何问题中的应用
应用一
在几何问题中，线面垂直可以用来证明某些几何图形的性质，例如三角形的高线、矩形的对角线等。
应用二
线面垂直可以用来解决一些几何问题，例如求点到平面的距离、求两平面之间的夹角等。
本节课的难点解析
如何理解线面垂直的概念及其几何意 义
运用判定定理解决复杂问题的策略和 方法
判定定理证明中的逻辑推理和数学表 达
下节课预告
线面平行的判定定理及其应用 平行线的性质和判定方法总结
几何问题中线面平行与垂直的综合应用
THANK YOU
判定定理的证明实例
实例一
假设有一个正方体，我们知道它的一个顶点A所在的直线a与顶点B、C所在的平 面β都垂直，那么我们可以应用线面垂直的判定定理证明直线a与平面β垂直。
实例二
假设有一个长方体，我们知道它的一个顶点A所在的直线a与顶点B、C、D所在的 平面β都垂直，那么我们同样可以应用线面垂直的判定定理证明直线a与平面β垂 直。
线面垂直的判定定理(公开课)课件
线面垂直判定定理证明
线面垂直判定定理证明一、引言线面垂直判定定理是几何学中的一个重要原理，用于判断一条线与一个面的垂直关系。
本文将详细介绍线面垂直判定定理的证明过程，并探讨其在几何学中的应用。
二、线面垂直判定定理的表述线面垂直判定定理的表述如下：“如果一条线与一个平面垂直，则该线上的任意一条垂直线都在该平面上”。
三、证明过程1. 基本概念和定义在开始正式证明之前，我们先了解几个基本概念和定义。
•线：在几何学中，线是由一系列点组成的几何图形，它没有宽度和厚度，只有长度。
线可以由两个点确定。
•面：面是由无数个点组成的平面图形，它有长度和宽度，但没有厚度。
面可以由三个点确定。
•垂直：两个几何图形垂直意味着它们之间存在一个角度为90°的关系。
2. 证明过程现在，我们来证明线面垂直判定定理。
步骤一：假设线与平面垂直我们先假设一条线与一个平面垂直，即线l与平面P垂直。
步骤二：建立一个垂直于线l的平面由于线l与平面P垂直，我们可以在线l上建立一个垂直于线l的平面Q。
步骤三：任取线l上一点A在线l上任取一点A。
步骤四：通过点A绘制一条垂直线通过点A绘制一条与线l垂直的线段AB。
步骤五：点B必定位于平面Q上根据步骤二的建立，线段AB是线l上的一条垂直线，而线l和线段AB在点A相交，根据垂直的性质可知，线段AB必定位于平面Q上。
步骤六：结论由于线段AB是线l上的一条垂直线，且位于平面Q上，根据线面垂直判定定理的定义，我们可以得出结论：线l与平面P垂直，即线上的任意一条垂直线都在该平面上。
四、线面垂直判定定理的应用线面垂直判定定理在几何学中有着广泛的应用。
以下是该定理的一些常见应用。
1. 判断直线与平面的垂直关系可以利用线面垂直判定定理来判断一条直线与一个平面是否垂直。
2. 解题方法在线面垂直的性质中，可以根据已知条件利用线面垂直判定定理进行证明或推导，帮助解决与线和面相关的几何问题。
3. 推导其他定理线面垂直判定定理是许多其他几何定理的基础，通过线面垂直判定定理，我们可以推导出其他关于线和面的定理。
线面垂直的判定及性质
线面垂直、线面夹角1.线面垂直：如果一条直线和一个平面内的任何一条直线都垂直，就说这条直线和这个平面垂直.2.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. 推论：如果两条平行线中的一条垂直于一个平面，那么另一条也垂直于同一平面. 推论：一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面，它也垂直于另一个平面. 性质定理：如果两条直线同垂直于一个平面，那么这两条直线平行.3.三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它和这条斜线垂直.逆定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线垂直，那么它也和这条斜线在该平面上的射影垂直.4.线面角：平面的一条斜线和它在平面内的射影所成的锐角，叫做这条直线和这个平面所成的角；求线面角：“一作，二证，三计算”。
①平面的平行线与平面所成的角：规定为0。
②平面的垂线与平面所成的角：规定为90。
线线垂直⇒线面垂直 （线面垂直⇒线线垂直） 例1.如图：AB 是⊙O 的直径，PA 垂直于⊙O 所在的平面，C 是圆周上不同于B A ,的任意一点，求证： PAC BC 平面⊥例 2. 三棱柱111ABC A B C -的侧棱1A A 垂直于底面ABC ，12A A =，1AC CB ==，90BCA ︒∠=，M 、N 分别是AB 、1A A 的中点．（1）求BN 的长；（2）求证：1A B CM ⊥．例3. 如图，在四棱锥P －ABCD 中，PA ⊥底面ABCD ，AB ⊥AD ，AC ⊥CD ，∠ABC ＝60°，PA ＝AB ＝BC ，E 是PC 的中点(1)求证：CD ⊥AE ；(2)求证：PD ⊥面ABE. 线面角例4. 在长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中，AB=BC=2，AA 1=1，则AC 1与平面A 1B 1C 1D 1所成角的正弦值为 ．例5. 如图，在棱长为2的正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中，E 是BC 1的中点，则直线DE 与平面ABCD 所成角的正切值为 _________ ．例6. 在正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1中，侧棱长为，底面三角形的边长为1，则BC 1与侧面ACC 1A 1所成的角是 ________例7.a 是平面α的斜线，b α⊂，a 与b 成3π角，b 与a 在α内的射影成4π角，则a 与α所成角的大小为 。
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D
C
B
A
图2
班级___________姓名___________
直线与平面垂直的判定 学案
一、学习目标
1、借助对实例、图片的观察，抽象概括出直线与平面垂直的定义，并能正确理解直线与平面垂直的定义；
2、通过直观感知、操作确认，归纳出直线与平面垂直的判定定理，并能运用判定定理证明和直线与平面垂直有关的简单命题；
3、了解直线与平面所成的角的求法. 二、重点难点
重点：直观感知、操作确认，概括出直线与平面垂直的定义和判定定理。
难点：操作确认并概括出直线与平面垂直的判定定理及其初步运用。
三、教学过程
（一）直观感知直线与平面垂直的形象
问题1：在日常生活中你见到最多的直线与平面相交的情形是什么？请举例说明。
（二）直线与平面垂直的定义
问题2：结合对下列问题的思考，试着说明直线和平面垂直的意义。
（1）如图1，阳光下直立于地面的旗杆AB 与它在地面上的影子BC 的位置关系是什么？随着太阳的移动，旗杆AB 与影子BC 所成的角度会发生改变吗?
（2）旗杆AB 与地面上任意一条不过旗杆底部B 的直线B ′C ′的位置关系又是什么？依据是什么？由此得到什么结论？
问题3：通过上述分析，你认为应该如何定义一条直线与一个
平面
垂直？
定义： 记作： 画法：
辨析1：下列命题是否正确？为什么？
（1）如果一条直线垂直于一个平面内的一条直线，那么这条直线与这个平面垂直。
（2）如果一条直线垂直于一个平面内的两条平行直线，那么这条直线与这个平面垂直。
（3）对于问题（2）中的两条直线如果是相交直线呢？
（三）直线与平面垂直的判定定理
问题4：通常定义可以作为判定的依据，那么用上述定义判定直线与平面垂直是否方便？为什么？ 实验：如图2，请同学们拿出准备好的一块（任意）三角形的纸片，我们一起来做一个试验：过△ABC 的顶点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）。
问题5：（1）折痕AD 与桌面垂直吗？
（2）如何翻折才能使折痕AD 与桌面所在的平面垂直？ 问题6:当折痕AD ⊥BC 时，上述沿AD 的各种折法中，能使AD 始终与桌面所在的平面垂直的共同的特征是什么？由此你能得到什么结论？
问题7：（1）如图3，把AD 、BD 、CD 抽象为直线l 、m 、n ,把桌面抽象为平面α，直线l 与平面α垂直的条件是什么？
（2）如图4,若α内两条相交直线m 、n 与l 无公共点且l ⊥m 、l ⊥n ，直线l 还垂直平面α
吗？由此你能给出判定直线与平面垂直的方法吗？
a b
\
图5
α
定理：
符号表示 :
辨析2：下列命题是否正确？为什么？
（1） 如果一条直线和一个平面内的无数条直线都垂直，那么该直线垂直于该平面； （2）如果一条直线和一个平面内的任何两条直线都垂直，那么该直线垂直于该平面 （3）如果一条直线和一个平面内的某两条相交直线都垂直，那么该直线垂直于该平面； （四）初步应用
例1：如图5，已知a ∥b ，a ⊥α，求证：b ⊥α
思考：如图6，直四棱柱A ′B ′C ′D ′-ABCD （侧棱与底面垂直的棱柱称为直棱柱）中，底面四边形
满足什么条件时， A ′C ⊥B ′D ′？
（五）直线与平面所成的角
问题8：如图10，当直线与平面斜交时，怎么来找直线与平面所成的角？ 直线与平面所成角的定义: 范围:
例2
如图7，在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1 中，
求直线A 1B 与平面A 1B 1CD 所成的角
变式：求直线AC 与平面A 1B 1CD 所成的角。
（五）巩固练习
1）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
（2）探究：如图，PA ⊥圆O 所在平面，AB 是圆O 的直径， C 是圆周上一点，则图中有几个直角三角形?由此你认为三棱锥 中最多有几个直角三角形？四棱锥呢？
图6 A D
C A’
C’
D’
图7
C
O
A
P
C
A B
D
O
P。