(完整word版)线面垂直与面面垂直典型例题
线面垂直经典例题及练习题-完整可编辑版
页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！立体几何1．P 点在那么ABC ∆所在的平面外，O 点是P 点在平面ABC 内的射影 ，PA 、PB 、PC两两垂直，那么D 点是那么ABC ∆ 〔 B 〕(A)重心 (B) 垂心 (C)内心 (D)外心2．与两个相交平面的交线平行的直线和这两个平面的位置关系是 〔 A 〕(A)都平行 (B) 都相交 (C) 在两个平面内 (D)至少与其中一个平行3．假设两个平面内分别有一条直线，这两条直线互相平行，那么这两平面的位置关系是〔 A 〕(A)平行 (B) 相交 (C)平行或相交 (D)垂直 4．在空间，下述命题正确的选项是 〔 B 〕(A)假设直线//a 平面M ，直线b a ⊥，那么直线⊥b 平面M (B)假设平面M //平面N ，那么平面M 内任意直线a //平面N(C)假设平面M 与N 的交线为a ，平面M 内的直线a b ⊥，那么N b ⊥ (D)假设平面N 的两条直线都平行平面M ，那么平面N //平面M5．a 、b 表示两条直线，α、β、γ表示三个平面，以下命题中错误的选项是 〔A 〕 (A),,αα⊂⊂b a 且ββ//,//b a ，那么βα// (B)a 、b 是异面直线，那么存在唯一的平面与a 、b 等距 (C) ,,,b a b a ⊥⊂⊥βα那么βα// (D),,,//,βαβγγα⊥⊥⊥b a 那么b a ⊥6.直线l //平面α，αβ⊥，那么l 与平面β的位置关系是 〔 D 〕 (A) l β⊂ (B) //l β (C) l β与相交 (D ) 以上三种情况均有可能 7．直线l ⊥平面α，直线m ⊂平面β，有以下四个命题：①//l m αβ⇒⊥②//l m αβ⊥⇒③//l m αβ⇒⊥④//l m αβ⊥⇒，其中正确的选项是〔D 〕(A) ①② (B) ②④ (C) ③④ (D) ①③8．αβγδ，，，是四个不同的平面，且αγβγαδβδ⊥⊥⊥⊥，，，，那么〔 B 〕 (A)////αβγδ或 (B) ////αβγδ且(C) 四个平面中可能任意两个都不平行 (D) 四个平面中至多有一对平面平行 9．平面α和平面β相交，a 是α内的一条直线，那么〔 D 〕(A) 在β内一定存在与a 平行的直线 (B) 在β内一定存在与a 垂直的直线 (C) 在β内一定不存在与a 平行的直线 (D) 在β内一定不存在与a 垂直的直线页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！10．PA ⊥正方形ABCD 所在平面，垂足为A ，连PB PC PD AC BD ，，、，，那么互相垂直的平面有〔 C 〕(A) 5对 (B) 6对 (C) 7对 (D) 8对12. 如图9-29，P A ⊥平面ABCD ，ABCD 是矩形，M 、N 分别是AB 、PC 的中点． 求证：MN ⊥AB ．13. ：如图，AS ⊥平面SBC ，SO ⊥平面ABC 于O ， 求证：AO ⊥BC ．15. 如图，P ∉平面ABC ，PA=PB=PC ，∠APB=∠APC=60°，∠BPC=90 °求证：平面ABC ⊥平面PBC16. 如图：在斜边为AB 的R t △ABC 中，过点A 作PA ⊥平面ABC ，AE ⊥PB 于E ，AF ⊥PC 于F ，〔１〕求证：BC ⊥平面PAC ；〔２〕求证：PB ⊥平面AEF.17. 如图：PA ⊥平面PBC ，AB ＝AC ，M 是BC 的中点，求证：BC ⊥PM.CFEPBAC BAM P页脚下载后可删除，如有侵权请告知删除！如图，在正三棱柱111C B A ABC -.中，底面ABC 为正三角形，M 、N 、G 分别是棱CC 1、AB 、BC的中点．且AC CC 21=.〔Ⅰ〕求证：CN //平面 AMB 1； 〔Ⅱ〕求证：平面AMG .【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】。
线面垂直判定经典证明题
线面垂直判定经典证明题1.已知：在三角形ABC中，PA垂直于AB和AC。
证明PA垂直于平面ABC。
2.已知：在三角形ABC中，PA垂直于AB，BC垂直于平面PAC。
证明PA垂直于BC。
3.已知：在三棱锥V-ABC中，VA=VC，AB=BC。
证明VB垂直于AC。
4.已知：在正方体ABCD-EFGH中，O为底面ABCD的中心。
证明BD垂直于平面AEGC。
5.已知：在圆O中，AB是直径，PA垂直于AC和AB。
证明BC垂直于平面PAC。
6.已知：在三角形ABC中，AD垂直于BD和DC，AD=BD=CD，∠BAC=60°。
证明BD垂直于平面ADC。
7.已知：在矩形ABCD中，PA垂直于平面ABCD，M和N分别是AB和PC的中点。
1) 证明MN平行于平面PAD。
2) 证明XXX垂直于CD。
3) 若∠PDA=45°，证明MN垂直于平面PCD。
8.已知：在棱形ABCD所在平面外，P满足PA=PC。
证明AC垂直于平面PBD。
9.已知四面体ABCD中，AB=AC，BD=CD，平面ABC垂直于平面BCD，E是棱BC的中点。
1) 证明AE垂直于平面BCD。
2) 证明AD垂直于BC。
10.在三棱锥ABCD中，AB=1，BC=2，BD=AC=3，AD=2.证明AB垂直于平面BCD。
11.在四棱锥S-ABCD中，SD垂直于平面ABCD，底面ABCD是正方形。
证明AC垂直于平面SBD。
12.已知：正方形ABCD所在平面与三角形CDE所在平面相交于CD，AE垂直于平面CDE。
证明AB垂直于平面ADE。
13.在三棱锥P-ABC中，PA、PB、PC两两垂直，H是△XXX的垂心。
证明PH垂直于底面ABC。
14.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，证明A1C垂直于平面BC1D1.15.在△ABC所在平面外一点S，SA垂直于平面ABC，平面SAB垂直于平面SBC。
证明AB垂直于BC。
16.在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AC=BC=1，∠ACB=90°，AA1=2，D是A1B1的中点。
线面垂直练习题及答案
线面垂直练习题及答案线面垂直是立体几何中的一个重要概念，它指的是一条直线与一个平面垂直。
在解决线面垂直问题时，我们通常需要利用相关的定理和性质来进行证明和计算。
以下是一些线面垂直的练习题及答案。
练习题1：已知直线AB与平面α垂直，点C在平面α内，求证：直线AC垂直于平面α。
答案1：由于直线AB垂直于平面α，根据线面垂直的性质定理，直线AB与平面α内的所有直线都垂直。
因此，直线AC作为平面α内的一条直线，必然与直线AB垂直。
根据线面垂直的定义，直线AC也垂直于平面α。
练习题2：在长方体ABCD-EFGH中，求证：直线BF垂直于平面ABEF。
答案2：由于长方体的对角线BF是连接两个相对顶点的直线，根据长方体的性质，对角线BF垂直于底面ABCD和顶面EFGH。
因此，直线BF垂直于平面ABEF内的任意直线，满足线面垂直的定义。
练习题3：已知直线l与平面α相交于点P，且直线m垂直于平面α，求证：直线m与直线l垂直。
答案3：由于直线m垂直于平面α，根据线面垂直的性质，直线m与平面α内的所有直线都垂直。
由于直线l与平面α相交于点P，我们可以将直线l投影到平面α上，得到一个与l平行的直线。
由于直线m垂直于平面α，它也垂直于平面α内的任何直线，包括l的投影。
因此，直线m与直线l垂直。
练习题4：在三棱锥P-ABC中，若PA⊥平面ABC，且AB⊥AC，求证：平面PAB垂直于平面PAC。
答案4：由于PA垂直于平面ABC，根据线面垂直的性质，PA也垂直于平面ABC 内的所有直线，包括AB和AC。
由于AB垂直于AC，根据面面垂直的判定定理，如果一个平面内的两条相交直线都垂直于另一个平面，则这两个平面垂直。
因此，平面PAB垂直于平面PAC。
练习题5：已知直线a与平面α垂直，直线b在平面α内，且直线a与直线b 相交于点O，求证：点O是直线a上的垂足。
答案5：由于直线a垂直于平面α，根据线面垂直的性质，直线a与平面α内的所有直线都垂直。
面面垂直证明例题
例4.如图，AB是◎O的直径，PA垂直于◎0所在的平面，C是圆周上异于A、B的任意一点，求证：平面PAC工平面PBC
少
8.已知△ABC中，LABC=90°,P为△ABC所在平面外一点，PA=PB=PC.求个依据，一是证明二面角的平面角为直角，二是利用两个平面垂直的判定定理.由于C点的任意性，用方法一的可能性不大，所以要寻求线面垂直.
证明：因为AB是◎O的直径，C是圆周上的点，所以有BC工AC①.
因为PA工平面ABC,BCc平面ABC,则PA1BC②.
由①②及AC∩PA=A,得BC工平面PAC.
因为BCc平面PBC,有平面PAC工平面PBC.
说明：低一级的垂直关系是判定高一级垂直关系的依据，根据条件，由线线垂直一线面垂直→面面垂直.通过这个例题展示了空间直线与平面的位置关系的内在联系，垂直关系的判定和性质共同构成了一个完整的知识体系.
例8答案：取AC的中点为O,连接OP、OB。
AO-OC,PA=PC,故PO垂直AC
证明面面垂直的经典例题
证明面面垂直的经典例题题目：证明面面垂直的经典例题解答：面面垂直的概念是指两个平面的法线互相垂直。
在几何学中，我们可以通过证明两个平面的法线向量的数量积为零来证明面面垂直的关系。
设两个平面为平面α和平面β，且分别由法线向量n1和n2所决定。
为了证明平面α和平面β垂直，我们需要证明n1·n2=0。
根据向量的数量积的定义，n1·n2=|n1|·|n2|·cosθ，其中θ为n1和n2之间的夹角。
根据平面的法向量的定义，平面α上的任意一条法线向量n1与平面β上的任意一条法线向量n2的夹角θ是相等的。
因此，我们只需在平面α上选取一条法线向量n1，并在平面β上选取与n1垂直的一条法线向量n2，计算它们的数量积即可。
下面通过三个经典例题来具体证明两个平面的法线向量的数量积为零，从而证明两个平面垂直的关系。
例题1：已知平面α过点A（1，2，3），法线向量为n1=（2，-1，3），平面β过点B（4，5，6），法线向量为n2=（1，-2，1）。
证明平面α和平面β垂直。
解析：首先计算n1·n2=（2，-1，3）·（1，-2，1），其结果为2×1 + (-1)×(-2) + 3×1=2+2+3=7≠0。
所以n1·n2 ≠ 0，即两个平面α和β不垂直。
例题2：已知平面α过点A（1，-2，0），法线向量为n1=（2，1，-1），平面β过点B（0，-6，3），法线向量为n2=（3，-1，-2）。
证明平面α和平面β垂直。
解析：先计算n1·n2=（2，1，-1）·（3，-1，-2），其结果为2×3 + 1×(-1) + (-1)×(-2)=6-1+2=7。
所以n1·n2 ≠ 0，即两个平面α和β不垂直。
例题3：已知平面α过点A（2，-1，4），法线向量为n1=（1，0，1），平面β过点B（-1，3，2），法线向量为n2=（1，-1，-1）。
线面垂直练习题及答案
线面垂直练习题及答案线面垂直是几何学中的一项基本概念，用于描述线段、射线、直线和平面之间的垂直关系。
理解线面垂直的概念对于解决几何问题至关重要。
本文将为读者提供一些线面垂直练习题及答案，帮助读者巩固对该概念的理解。
练习题一：1. AB为一条线段，m是一平面。
如果AB与m垂直，判断下列命题的真假：a) 线段AB垂直于平面mb) 平面m垂直于线段ABc) 线段AB平行于平面m2. P是平面XYZ的内点，AP的延长线与平面XYZ有几个交点？练习题二：1. 给出下列命题的定义：a) 垂线b) 垂直平分线c) 垂直平面2. 在平面上画一条线段AB和一条直线l，求证：若线段AB与直线l垂直，则直线l过点A和点B的垂直平分线。
1. 已知直线l与平面P垂直，直线m过l上一点，那么直线m与平面P的关系是什么？2. 在长方形ABCD中，线段AC和线段BD相交于点O。
求证：线段AC与平面ABCD垂直。
答案及解析：练习题一：1. a) 假，线段AB无法垂直于平面m，因为线段只有两个端点而不是无限延伸。
b) 真，平面m可以垂直于线段AB。
c) 假，线段和平面不可能平行。
2. AP的延长线与平面XYZ有且只有一个交点。
练习题二：1. a) 垂线是与给定线段或直线垂直的线段或直线。
b) 垂直平分线是将给定线段或直线垂直平分的线段或直线。
c) 垂直平面是与给定平面垂直的平面。
2. 假设直线l过点A和点B的垂直平分线交线段AB于点M，则根据垂直平分线的定义，我们可以得出线段AM和线段BM的长度相等，且直线l与线段AM和线段BM都垂直。
1. 直线m与平面P平行。
2. 连接线段AC的中点和线段BD的中点，设为点O'。
根据长方形的性质，线段OO'相等且垂直于两个平行线段AC和BD。
因此，线段OO'垂直于平面ABCD，而线段OO'与线段AC相等，所以线段AC与平面ABCD垂直。
通过以上练习题及答案，我们可以加深对线面垂直概念的理解。
线面垂直经典例题_变式
线面、面面垂直的判定与性质一、 线面垂直1．线面垂直：若一条直线垂直于平面内所有直线（垂直于平面中的两条相交直线即可），则直线与平面垂直．判定定理：若一条直线垂直于平面内的两条相交直线，直线与平面垂直． 2．线面垂直的证明方法：（1）判定定理；（2）如果两条平行线中一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面； （3）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； （4）两个平面垂直,在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面;（5）如果两个相交平面都与第三个平面垂直,那么它们的交线与第三个平面垂直;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．点到平面的距离的定义：从平面外一点引一个平面的垂线，这个点和垂足间的距离叫做这个点到这个平面的距离．5．直线和平面的距离的定义：一条直线和一个平面平行，这条直线上任意一点到平面的距离，叫做这条直线和平面的距离．6． 三垂线定理:在平面内的一条直线，如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直7．三垂线定理的逆定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线垂直，那麽它也和这条斜线的射影垂直,,PO O PA A a AO a a AP αααα⊥∈⎫⎪=⇒⊥⎬⎪⊂⊥⎭注意：（1）三垂线指PA ，PO ，AO 都垂直α内的直线a 其实质是：斜线和平面内一条直线垂直的判定和性质定理． （2）要考虑a 的位置，并注意两定理交替使用． 二、 面面垂直1． 面面垂直：如果两个平面的所成的角为直角，则两个平面垂直． 2． 面面垂直的证明：（1）计算二面角的平面角为90︒；（2）如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面垂直． 3．两平面垂直的性质定理：（面面垂直⇒线面垂直）若两个平面互相垂直，那么在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面．典型例题：1. 线面垂直的判定及其应用【例1】 一条直线和三角形的两边同时垂直，则这条直线和三角形的第三边的位置关系是（ ）A ． 垂直B ． 平行C ． 相交不垂直D ．不确定变式：若直线a 与b 异面，则过a 且与b 垂直的平面（ ）A ． 有且只有一个B ． 可能有一个也可能不存在C ． 有无数多个D ． 一定不存在【例2】 （2005•天津）设αβγ，，为平面，m n l ，，为直线，则m β⊥的一个充分条件是（ ） A ．l m l αβαβ⊥⋂=⊥，， B ．m αγαγβγ⋂=⊥⊥，， C ．m αγβγα⊥⊥⊥，， D ．n n m αβα⊥⊥⊥，，变式（2005•湖南）已知平面α，β和直线m ，给出条件：①m ∥α； ②m α⊥； ③m α⊂； ④αβ⊥； ⑤α∥β． 1) 当满足条件 时，有m ∥β；2) 当满足条件 时，有m β⊥．（填所选条件的序号）【例3】 设a b ，为两个不重合的平面，l m n ，，为两两不重合的直线，给出下列四个命题：①若a ∥b ，l a ⊥，则l b ⊥；②若m ⊥a ，n ⊥a ，m ∥b ，n ∥b ，则a ∥b ； ③若l ∥a ，l b ⊥，则a ⊥b ；④若m 、n 是异面直线，m ∥a ，n ∥a ，且l m ⊥，l n ⊥，则l a ⊥． 其中真命题的序号是（ ）A ． ①③④B ． ①②③C ． ①③D ． ②④【例4】 已知m n ，是不同的直线，αβ，是不同的平面，则下列条件能使n α⊥成立的是（ ） A ． α⊥β，m ⊂β B ． α∥β，n ⊥β C ． α⊥β，n ∥β D ． m ∥α，n ⊥m变式1：若,,a b c 表示直线，α表示平面，下列条件中，能使a α⊥的是（ ） A ． ,,,a b a c b c αα⊥⊥⊂⊂ B ． a b ⊥， b ∥αC ． ,,a b A b a b α=⊂⊥D ． α∥b ，b a ⊥变式2：以下条件中，能判定直线l 垂直平面α的是（ ）A ． l 与平面α内的一条直线垂直B ．l 与平面α内的一个三角形的两边垂直C ． l 与平面α内的两条直线垂直D ．l 与平面α内的无数条直线垂直变式3：在空间中，设m n ，为两条不同的直线，α，β为两个不同的平面，给定下列条件：①α⊥β且m ⊂β； ②α∥β且m ⊥β； ③α⊥β且m ∥β； ④m ⊥n 且n ∥α．其中可以判定m ⊥α的有（）A ． 1个B ． 2个C ． 3个D ． 4个【例5】 如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，与1BD 垂直的面对角线有（ ）A ．4条B ．6条C ．8条D ．12条D 1C 1B 1A 1D CBA2. 线面垂直的性质及其应用【例6】 已知直线a b ，和平面α，且a b ⊥，a α⊥，则b 与α的位关系是 ．90，PA3.面面垂直的判定、性质及其应用【例12】（2009•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（）A．①和②B．②和③C．③和④D．②和④【例13】A BCD为正方形，P为平面ABCD外一点，且PA⊥平面ABCD，则平面PAB与平面PBC，平面PAB与平面PAD的位置关系是（）A．平面PAB与平面PAD，PBC垂直B．它们都分别相交且互相垂直C．平面PAB与平面PAD垂直，与平面PBC相交但不垂直D．平面PAB与平面PBC垂直，与平面PAD相交但不垂直【例14】 如图，在直三棱柱ABC A B C '''-的侧棱4AA '=，底面三角形ABC 中，2AC BC ==，90ACB ∠=︒，D 是AB 的中点．(Ⅰ)求证：CD AB '⊥；(Ⅱ)求二面角A AB C ''--的大小；。
线面垂直及面面垂直典型例题
线面垂直与面面垂直 基础要点1、若直线与平面所成得角相等,则平面与得位置关系就是( B ) A 、 ﻩB 、不一定平行于 Ｃ、不平行于 D 、以上结论都不正确 错误!未定义书签。
、在斜三棱柱,,又,过作⊥底面ABC ,垂足为Ｈ ,则Ｈ一定在( B ) A 、直线A Ｃ上 ﻩ Ｂ、直线A Ｂ上ﻩﻩ Ｃ、直线B Ｃ上 ﻩ Ｄ、△A ＢC 得内部 错误!未定义书签。
、如图示,平面⊥平面,与两平面所成得角分别为与,过A 、B 分别作两平面交线得垂线,垂足为,则( A )Ａ、2:１ﻩ B 、３:1 ﻩ Ｃ、3:2ﻩ D 、4:3 2、如图示,直三棱柱中,,D Ｃ上有一动点P ,则△周长得最小值就是5。
已知长方体中,,若棱AB 上存在点P,使得,则棱ＡD 长 得取值范围就是 。
题型一:直线、平面垂直得应用1.(２０14,江苏卷)如图,在三棱锥P －ＡＢC 中,Ｄ,Ｅ,F 分别为棱ＰC,ＡC,A Ｂ得中点。
已知、 求证:(1) ;(2) .证明: (1) 因为Ｄ,E 分别为棱PC,AC 得中点, 所以DE ∥ＰA 。
又因为PA ⊄ 平面ＤEF,ＤＥ ⊂平面ＤＥF, 所以直线ＰA ∥平面DE Ｆ、(2) 因为D,Ｅ,F 分别为棱PC,A Ｃ,AB 得中点,PA=6,B Ｃ＝８,所以ＤE ∥PA,DE ＝ＰA ＝3,E Ｆ＝B Ｃ=４。
又因 ＤF ＝5,故D Ｆ２＝ＤE 2＋E Ｆ2, 所以∠D ＥF ＝90°,即ＤE 丄E Ｆ。
又PA ⊥AC,ＤＥ∥PA,所以DE ⊥A Ｃ、因为ＡＣ∩ＥF ＝E,AC ⊂平面ABC,E Ｆ⊂平面A ＢＣ,所以DE ⊥平面ABC.又DE ⊂平面BDE,所以平面B ＤE ⊥平面ＡBC 。
2。
(２014,北京卷,文科)如图,在三棱柱中,侧棱垂直于底面,,,、分别为、得中点。
(1)求证:平面平面;(2)求证:平面. 证明:(1)在三棱柱中, 。
(2)取ＡB 得中点G,连接E Ｇ,FG 、分别为、得中点, ,线面垂直线线垂直 面面垂直B 1C 1D 1A D CBA,则四边形为平行四边形,111,,,C F EG EG ABE C F ABE C F ABE ∴⊂⊄∴平面平面平面、3、如图,就是所在平面外得一点,且平面,平面平面。
线面垂直练习题及答案
线面垂直练习题及答案线面垂直是几何学中一个重要的概念，它涉及到直线和平面之间的关系。
在几何学中，我们经常需要判断线和平面是否垂直，以及如何确定它们的垂直关系。
为了帮助大家更好地理解和掌握线面垂直的概念，本文将介绍一些线面垂直的练习题及答案。
1. 练习题：判断线段和平面是否垂直题目：已知线段AB的两个端点分别为A(1, 2, 3)和B(4, 5, 6)，平面P的法向量为(2, -1, 3)，判断线段AB是否垂直于平面P。
解答：要判断线段AB是否垂直于平面P，只需判断线段AB的方向向量是否与平面P的法向量垂直。
线段AB的方向向量为AB = B - A = (4, 5, 6) - (1, 2, 3) = (3, 3, 3)。
两个向量的点积为3*2 + 3*(-1) + 3*3 = 9，不等于0。
因此，线段AB不垂直于平面P。
2. 练习题：确定两平面之间的垂直关系题目：已知平面P1的法向量为(1, 2, -1)，平面P2的法向量为(2, -1, 3)，判断平面P1和平面P2之间的垂直关系。
解答：两个平面垂直的条件是它们的法向量垂直，即两个法向量的点积为0。
计算两个法向量的点积为1*2 + 2*(-1) + (-1)*3 = 0，等于0。
因此，平面P1和平面P2垂直。
3. 练习题：求垂直平面上的直线题目：已知平面P的方程为2x + 3y - z = 6，求过点A(1, 2, 3)且垂直于平面P的直线的方程。
解答：垂直于平面P的直线的方向向量应该与平面P的法向量垂直。
由平面P的方程可知，平面P的法向量为(2, 3, -1)。
因此，过点A(1, 2, 3)且垂直于平面P 的直线的方向向量为(2, 3, -1)。
直线的方程可以表示为x = 1 + 2t，y = 2 + 3t，z = 3 - t，其中t为参数。
4. 练习题：判断直线和平面是否垂直题目：已知直线L的方程为x = 1 + 2t，y = 2 + 3t，z = 3 - t，平面P的方程为2x + 3y - z = 6，判断直线L是否垂直于平面P。
面面垂直证明例题（最终定稿）
面面垂直证明例题（最终定稿）第一篇：面面垂直证明例题数学面面垂直例题例4答案：例8答案：取AC的中点为O，连接OP、OB。
AO=OC,PA=PC,故PO垂直AC第二篇：怎么证明面面垂直怎么证明面面垂直证明一个面上的一条线垂直另一个面;首先可以转化成一个平面的垂线在另一个平面内,即一条直线垂直于另一个平面然后转化成一条直线垂直于另一个平面内的两条相交直线也可以运用两个面的法向量互相垂直。
这是解析几何的方法。
证:连接AC,BD.PD垂直面ABCD=>PD垂直AC.ABCD为正方形=>AC垂直BD.而BD是PB在面ABCD内的射影=>PB垂直AC.PD 垂直AC=>AC垂直面PBD.AC属于面ACE=>面PBD垂直面ACE 2 1利用直角三角形中两锐角互余证明由直角三角形的定义与三角形的内角和定理可知直角三角形的两个锐角和等于90°，即直角三角形的两个锐角互余。
2勾股定理逆定理3圆周角定理的推论：直径所对的圆周角是直角，一个三角形的一边中线等于这边的一半，则这个三角形是直角三角形。
二、高中部分线线垂直分为共面与不共面。
不共面时，两直线经过平移后相交成直角，则称两条直线互相垂直。
1向量法两条直线的方向向量数量积为0 2斜率两条直线斜率积为-1 3线面垂直，则这条直线垂直于该平面内的所有直线一条直线垂直于三角形的两边，那么它也垂直于另外一边4三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。
5三垂线定理逆定理如果平面内一条直线和平面的一条斜线垂直，那么这条直线也垂直于这条斜线在平面内的射影。
3高中立体几何的证明主要是平行关系与垂直关系的证明。
方法如下(难以建立坐标系时再考虑)：Ⅰ.平行关系：线线平行：1.在同一平面内无公共点的两条直线平行。
2.公理4(平行公理)。
3.线面平行的性质。
4.面面平行的性质。
5.垂直于同一平面的两条直线平行。
必修二线面垂直经典例题
思考：三棱锥中最多有几个直角三角形？
思考：三棱锥P-ABC中最多有几个直角三角形？
P
A
O
B
C
例3、已知直角△ABC所在平面外有一点P，且 PA=PB=PC，D是斜边AB的中点，
求证：PD⊥平面ABC.
证明： ∵PA=PB，D为AB中点
P
∴ PD⊥AB，连接CD，
∵D为Rt△ABC斜边的中点 ∴ CD=AD,
小结：线面垂直证明的难点突破
由于线面垂直的证明往往需要通过线线、线面垂直的 不断转化，所以我们一定要了解给出几何体中的已有 的垂直关系，进而寻找目标平面内与已知直线垂直的 直线。
特别是异面线线垂直的证明有一定难度，常常要转化 为先证一条直线和另一直线所在某个平面垂直。这个 平面的发现至关重要。
变题二： 判断：四边相等的四边形，对角线互相垂直
练习1：
（2011北京高考理科）如图，在四棱锥
P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，
底面ABCD是菱形，AB=2，BAD=600，
(1)求证：BD⊥平面PAC；
(2)略；
(3)略。
P
D
A
C
B
例2.如图，圆O所在一平面为
P
，
AB是圆O 的直径，C 在圆周上,
知识背景：
1、线面垂直的定义； 2、线面垂直的最基本性质； 3、线面垂直的判定定理。
例1、三棱锥V-ABC中，VA=VC,AB=BC,K是AC的中点。
（1）求证：AC ⊥平面VKB （2）求证：VB ⊥AC
V
K A
C B
例1、三棱锥V-ABC中，VA=VC,AB=BC,K是AC的中点。
V
（1）求证：AC ⊥平面VKB （2）求证：VB ⊥AC
直线、平面垂直的判定及其性质Word版含答案
直线、平面垂直的判定及其性质【课前回顾】1．直线与平面垂直(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．(2)直线与平面垂直的判定定理及性质定理：．平面与平面垂直的判定定理与性质定理21．若l，m是两条不同的直线，m垂直于平面α，则“l⊥m”是“l∥α”的() A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件解析：选B∵m⊥α，若l∥α，则必有l⊥m，即l∥α⇒l⊥m.但l⊥m⇒/ l∥α，∵l⊥m 时，l可能在α内．故“l⊥m”是“l∥α”的必要不充分条件．2．设α，β是两个不同的平面，l ，m 是两条不同的直线，且l ⊂α，m ⊂β( ) A ．若l ⊥β，则α⊥β B ．若α⊥β，则l ⊥m C ．若l ∥β，则α∥βD ．若α∥β，则l ∥m解析：选A ∵l ⊥β，l ⊂α，∴α⊥β(面面垂直的判定定理)，故A 正确．3．设m ，n 表示两条不同的直线，α，β表示两个不同的平面，下列命题为真命题的是( )A ．若m ⊥α，α⊥β，则m ∥βB ．若m ∥α，m ⊥β，则α⊥βC ．若m ⊥n ，m ⊥α，则n ∥αD ．若m ∥α，n ∥β，α⊥β，则m ⊥n解析：选B 对于A ，m 可以在β内，故A 错；对于C ，n 可以在α内，故C 错误；对于D ，m 与n 可以平行，故D 错．4．已知PD 垂直于正方形ABCD 所在的平面，连接PB ，PC ，PA ，AC ，BD ，则一定互相垂直的平面有________对．解析：由于PD ⊥平面ABCD ，故平面PAD ⊥平面ABCD ，平面PDB⊥平面ABCD ，平面PDC ⊥平面ABCD ，平面PDA ⊥平面PDC ，平面PAC ⊥平面PDB ，平面PAB ⊥平面PAD, 平面PBC ⊥平面PDC ，共7对．答案：7考点一 直线与平面垂直的判定与性质角度(一) 证明直线与平面垂直 证明线面垂直的4种方法(1)线面垂直的判定定理：l ⊥a ，l ⊥b ，a ⊂α，b ⊂α，a ∩b ＝P ⇒l ⊥α. (2)面面垂直的性质定理：α⊥β，α∩β＝l ，a ⊂α，a ⊥l ⇒a ⊥β. (3)性质：①a ∥b ，b ⊥α⇒a ⊥α，②α∥β，a ⊥β⇒a ⊥α. (4)α⊥γ，β⊥γ，α∩β＝l ⇒l ⊥γ.(客观题可用)1．如图所示，在四棱锥P -ABCD 中，AB ⊥平面PAD ，AB ∥CD ，PD ＝AD ，E 是PB 的中点，F 是DC 上的点，且DF ＝12AB ，PH 为△PAD 中AD 边上的高．求证： (1)PH ⊥平面ABCD ； (2)EF ⊥平面PAB . [学审题]①想到AB 与平面PAD 内所有的直线垂直；②想到△PAD 为等腰三角形，可取PA 的中点得垂线；③可证PH 与平面ABCD 内的两条相交直线垂直；④可利用线面垂直的判定定理证明，也可以转化为与EF 平行的某条直线与平面PAB 垂直的证明．证明：(1)因为AB ⊥平面PAD ，PH ⊂平面PAD ， 所以PH ⊥AB .因为PH 为△PAD 中AD 边上的高，所以PH ⊥AD . 因为AB ∩AD ＝A ，AB ⊂平面ABCD ，AD ⊂平面ABCD ， 所以PH ⊥平面ABCD .(2)如图，取PA 的中点M ，连接MD ，ME . 因为E 是PB 的中点， 所以ME 綊12AB .又因为DF 綊12AB ，所以ME 綊DF ，所以四边形MDFE 是平行四边形，所以EF ∥MD . 因为PD ＝AD ，所以MD ⊥PA . 因为AB ⊥平面PAD ，所以MD ⊥AB . 因为PA ∩AB ＝A ，所以MD ⊥平面PAB ， 所以EF ⊥平面PAB .角度(二) 利用线面垂直的性质证明线线垂直 证明线线垂直的4种方法(1)以算代证法：先平移到相交位置，再证明所构成的三角形的三边满足勾股定理． (2)利用线面垂直的性质：a ⊥α，b ⊂α⇒a ⊥b . (3)三垂线定理(垂影⇒垂斜)及其逆定理(垂斜⇒垂影)． (4)a ∥b ，b ⊥c ⇒a ⊥c .2.(2017·江苏高考)如图，在三棱锥A -BCD 中，AB ⊥AD ，BC ⊥BD ，平面ABD ⊥平面BCD ，点E ，F (E 与A ，D 不重合)分别在棱AD ，BD 上，且EF ⊥AD .求证：(1)EF ∥平面ABC ； (2)AD ⊥AC .证明：(1)在平面ABD 内，因为AB ⊥AD ，EF ⊥AD ， 所以EF ∥AB .又因为EF ⊄平面ABC ，AB ⊂平面ABC ，所以EF∥平面ABC.(2)因为平面ABD⊥平面BCD，平面ABD∩平面BCD＝BD，BC⊂平面BCD，BC⊥BD，所以BC⊥平面ABD.因为AD⊂平面ABD，所以BC⊥AD.又AB⊥AD，BC∩AB＝B，AB⊂平面ABC，BC⊂平面ABC，所以AD⊥平面ABC.又因为AC⊂平面ABC，所以AD⊥AC.【针对训练】1.如图，S是Rt△ABC所在平面外一点，且SA＝SB＝SC，D为斜边AC的中点．(1)求证：SD⊥平面ABC；(2)若AB＝BC，求证：BD⊥平面SAC.证明：(1)如图所示，取AB的中点E，连接SE，DE，在Rt△ABC中，D，E分别为AC，AB的中点．∴DE∥BC，∴DE⊥AB，∵SA＝SB，∴SE⊥AB.又SE∩DE＝E，∴AB⊥平面SDE.又SD⊂平面SDE，∴AB⊥SD.在△SAC中，∵SA＝SC，D为AC的中点，∴SD⊥AC.又AC∩AB＝A，∴SD⊥平面ABC.(2)由于AB＝BC，则BD⊥AC，由(1)可知，SD⊥平面ABC，又BD⊂平面ABC，∴SD⊥BD，又SD∩AC＝D，∴BD⊥平面SAC.2.如图所示，在四棱锥P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，AB⊥AD，AC⊥CD，∠ABC＝60°，PA＝AB＝BC，E是PC的中点．证明：(1)CD⊥AE；(2)PD⊥平面ABE.证明：(1)在四棱锥P-ABCD中，∵PA⊥平面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⊥平面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.考点二面面垂直的判定与性质1．证明面面垂直的2种方法(1)定义法：利用面面垂直的定义，即判定两平面所成的二面角为直二面角，将证明面面垂直问题转化为证明平面角为直角的问题．(2)定理法：利用面面垂直的判定定理，即证明其中一个平面经过另一个平面的一条垂线，把问题转化成证明线线垂直加以解决．2．三种垂直关系的转化线线垂直判定性质线面垂直判定性质面面垂直【典型例题】如图，四棱锥P-ABCD中，AB⊥AC，AB⊥PA，AB∥CD，AB＝2CD，E，F，G，M，N分别为PB，AB，BC，PD，PC的中点．求证：(1)CE∥平面PAD；(2)平面EFG⊥平面EMN.[学审题]①想到线面垂直的判定，可证线面垂直；或想到转化为证与其中一直线的平行线垂直；②想到平行公理，可转化为一直线与另一直线的平行线平行；③想到连中点得三角形中位线，可证线线平行；④要证CE∥平面PAD想到证CE与平面PAD中的一条直线平行，或证CE所在平面与平面PAD平行；⑤要证平面EFG⊥平面EMN想到证其中一平面内的直线与另一平面垂直．证明：(1)法一：如图，取PA的中点H，连接EH，DH.因为E 为PB 的中点， 所以EH ∥AB ，EH ＝12AB .又AB ∥CD ，CD ＝12AB ，所以EH ∥CD ，EH ＝CD ， 因此四边形DCEH 是平行四边形． 所以CE ∥DH .又DH ⊂平面PAD ，CE ⊄平面PAD ，所以CE ∥平面PAD . 法二：如图，连接CF .因为F 为AB 的中点， 所以AF ＝12AB .又CD ＝12AB ，所以AF ＝CD .又AF ∥CD ，所以四边形AFCD 为平行四边形．因此CF ∥AD . 又CF ⊄平面PAD ，AD ⊂平面PAD ， 所以CF ∥平面PAD .因为E ，F 分别为PB ，AB 的中点， 所以EF ∥PA .又EF ⊄平面PAD ，PA ⊂平面PAD ， 所以EF ∥平面PAD .因为CF ∩EF ＝F ，故平面CEF ∥平面PAD . 又CE ⊂平面CEF ，所以CE ∥平面PAD . (2)因为E ，F 分别为PB ，AB 的中点， 所以EF ∥PA .又AB ⊥PA ，所以AB ⊥EF . 同理可证AB ⊥FG .又EF ∩FG ＝F ，EF ⊂平面EFG ，FG ⊂平面EFG ， 因此AB ⊥平面EFG .又M ，N 分别为PD ，PC 的中点， 所以MN ∥CD .又AB ∥CD ，所以MN ∥AB ，所以MN⊥平面EFG.又MN⊂平面EMN，所以平面EFG⊥平面EMN.【针对训练】(2017·北京高考)如图，在三棱锥P-ABC中，PA⊥AB，PA⊥BC，AB⊥BC，PA＝AB＝BC＝2，D为线段AC的中点，E为线段PC上一点．(1)求证：PA⊥BD；(2)求证：平面BDE⊥平面PAC；(3)当PA∥平面BDE时，求三棱锥E-BCD的体积．解：(1)证明：因为PA⊥AB，PA⊥BC，AB∩BC＝B，所以PA⊥平面ABC.又因为BD⊂平面ABC，所以PA⊥BD.(2)证明：因为AB＝BC，D为AC的中点，所以BD⊥AC.由(1)知，PA⊥BD，又AC∩PA＝A，所以BD⊥平面PAC.因为BD⊂平面BDE，所以平面BDE⊥平面PAC.(3)因为PA∥平面BDE，平面PAC∩平面BDE＝DE，所以PA∥DE.因为D为AC的中点，所以DE＝12PA＝1，BD＝DC＝ 2.由(1)知，PA⊥平面ABC，所以DE⊥平面ABC.所以三棱锥E-BCD的体积V＝16BD·DC·DE＝13.考点三平面图形的翻折问题平面图形翻折为空间图形问题的解题关键是看翻折前后线面位置关系的变化，根据翻折的过程找到翻折前后线线位置关系中没有变化的量和发生变化的量，这些不变的和变化的量反映了翻折后的空间图形的结构特征．解决此类问题的步骤为：【典型例题】(2018·广州综合测试)如图1，在边长为1的等边三角形ABC 中，D ，E 分别是AB ，AC 边上的点，AD ＝AE ，F 是BC 的中点，AF 与DE 交于点G ，将△ABF 沿AF 折起，得到如图2所示的三棱锥A -BCF ，其中BC ＝22.(1)求证：DE ∥平面BCF ； (2)求证：CF ⊥平面ABF ；(3)当AD ＝23时，求三棱锥F -DEG 的体积．[学审题]解：(1)所以AD AB ＝AEAC，所以DE ∥BC .因为DE ⊄平面BCF ，BC ⊂平面BCF ， 所以DE ∥平面BCF .(2)证明：在折叠前的图形中， 因为△ABC 为等边三角形，BF ＝CF ，所以AF ⊥BC ，则在折叠后的图形中，AF ⊥BF ，AF ⊥CF . 又BF ＝CF ＝12，BC ＝22，所以BC 2＝BF 2＋CF 2，所以BF ⊥CF .又BF ∩AF ＝F ，BF ⊂平面ABF ，AF ⊂平面ABF ， 所以CF ⊥平面ABF .(3)由(1)知，平面DEG ∥平面BCF ， 由(2)知，AF ⊥BF ，AF ⊥CF ， 又BF ∩CF ＝F ，所以AF ⊥平面BCF ， 所以AF ⊥平面DEG ，即GF ⊥平面DEG . 在折叠前的图形中，AB ＝1，BF ＝CF ＝12，AF ＝32.由AD ＝23，知AD AB ＝23，又DG ∥BF ，所以DG BF ＝AG AF ＝AD AB ＝23，所以DG ＝EG ＝23×12＝13，AG ＝23×32＝33，所以FG ＝AF －AG ＝36. 故三棱锥F DEG 的体积V ＝13S △DEG ·FG ＝13×12×⎝⎛⎭⎫132×36＝3324.【针对训练】1．(2018·合肥二检)如图1，在平面五边形ABCDE 中，AB ∥CE ，且AE ＝2，∠AEC ＝60°，CD ＝ED ＝7，cos ∠EDC ＝57.将△CDE 沿CE 折起，使点D 到P 的位置，且AP＝3，得到如图2所示的四棱锥P -ABCE .(1)求证：AP ⊥平面ABCE ；(2)记平面PAB 与平面PCE 相交于直线l ，求证：AB ∥l . 证明：(1)在△CDE 中，∵CD ＝ED ＝7，cos ∠EDC ＝57，由余弦定理得CE ＝2.连接AC ，∵AE ＝2，∠AEC ＝60°， ∴AC ＝2. 又AP ＝3，∴在△PAE 中，PA 2＋AE 2＝PE 2， 即AP ⊥AE . 同理，AP ⊥AC .∵AC ∩AE ＝A ，AC ⊂平面ABCE ，AE ⊂平面ABCE ， ∴AP ⊥平面ABCE .(2)∵AB ∥CE ，且CE ⊂平面PCE ，AB ⊄平面PCE ， ∴AB ∥平面PCE .又平面PAB ∩平面PCE ＝l ，∴AB ∥l .2．如图1，在直角梯形ABCD 中，AD ∥BC ，∠BAD ＝90°，AB ＝BC ＝12AD ＝a ，E是AD 的中点，O 是AC 与BE 的交点．将△ABE 沿BE 折起到图2中△A 1BE 的位置，得到四棱锥A 1-BCDE .(1)证明：CD ⊥平面A 1OC ；(2)当平面A 1BE ⊥平面BCDE 时，四棱锥A 1-BCDE 的体积为362，求a 的值． 解：(1)证明：在图1中，连接EC (图略)，因为AB ＝BC ＝12AD ＝a ，∠BAD ＝90°，AD ∥BC ，E 是AD 的中点，所以四边形ABCE 为正方形， 所以BE ⊥AC ，即在图2中，BE ⊥A 1O ，BE ⊥OC ， 又A 1O ∩OC ＝O ，从而BE ⊥平面A 1OC ， 又CD ∥BE ，所以CD ⊥平面A 1OC . (2)由已知，平面A 1BE ⊥平面BCDE ， 且平面A 1BE ∩平面BCDE ＝BE ， 又由(1)可知A 1O ⊥BE ， 所以A 1O ⊥平面BCDE ，即A1O是四棱锥A1-BCDE的高，由图1知，A1O＝22AB＝22a，平行四边形BCDE的面积S＝BC·AB＝a2，从而四棱锥A1-BCDE的体积V＝13×S×A1O＝13×a2×22a＝26a3，由26a3＝362，解得a＝6.【课后演练】1．设α，β为两个不同的平面，直线l⊂α，则“l⊥β”是“α⊥β”成立的()A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件解析：选A依题意，由l⊥β，l⊂α可以推出α⊥β；反过来，由α⊥β，l⊂α不能推出l⊥β.因此“l⊥β”是“α⊥β”成立的充分不必要条件，故选A.2．设α为平面，a，b为两条不同的直线，则下列叙述正确的是()A．若a∥α，b∥α，则a∥b B．若a⊥α，a∥b，则b⊥αC．若a⊥α，a⊥b，则b∥αD．若a∥α，a⊥b，则b⊥α解析：选B若a∥α，b∥α，则a与b相交、平行或异面，故A错误；易知B正确；若a⊥α，a⊥b，则b∥α或b⊂α，故C错误；若a∥α，a⊥b，则b∥α或b⊂α或b与α相交，故D错误．3．(2018·广州一模)设m，n是两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，下列命题中正确的是()A．若m⊂β，α⊥β，则m⊥αB．若m⊥α，m∥n，n∥β，则α⊥βC．若m⊥n，m⊂α，n⊂β，则α⊥βD．若α∥β，m⊂α，n⊂β，则m∥n解析：选B A中m与α的位置关系不能确定，故A错误；∵m⊥α，m∥n，∴n⊥α，又∵n∥β，∴α⊥β，故B正确；若m⊥n，m⊂α，n⊂β，则α与β的位置关系不确定，故C错误；若α∥β，m⊂α，n⊂β，则m与n平行或异面，故D错误．选B.4．(2018·天津模拟)设l是直线，α，β是两个不同的平面，则下列说法正确的是() A．若l∥α，l∥β，则α∥βB．若l∥α，l⊥β，则α⊥βC．若α⊥β，l⊥α，则l∥βD．若α⊥β，l∥α，则l⊥β解析：选B对于A，若l∥α，l∥β，则α∥β或α与β相交，故A错；易知B正确；对于C，若α⊥β，l⊥α，则l∥β或l⊂β，故C错；对于D，若α⊥β，l∥α，则l与β的位置关系不确定，故D错．选B.5.如图，在三棱锥D-ABC中，若AB＝CB，AD＝CD，E是AC的中点，则下列命题中正确的是()A．平面ABC⊥平面ABDB．平面ABD⊥平面BCDC．平面ABC⊥平面BDE，且平面ACD⊥平面BDED．平面ABC⊥平面ACD，且平面ACD⊥平面BDE解析：选C因为AB＝CB，且E是AC的中点，所以BE⊥AC，同理，DE⊥AC，由于DE∩BE＝E，于是AC⊥平面BDE.因为AC⊂平面ABC，所以平面ABC⊥平面BDE.又AC⊂平面ACD，所以平面ACD⊥平面BDE.故选C.6.(2018·广州模拟)如图是一个几何体的平面展开图，其中四边形ABCD为正方形，E，F分别为PA，PD的中点，在此几何体中，给出下面四个结论：①直线BE与直线CF异面；②直线BE与直线AF异面；③直线EF∥平面PBC；④平面BCE⊥平面PAD.其中正确结论的个数是()A．1 B．2C．3 D．4解析：选B画出该几何体，如图所示，①因为E，F分别是PA，PD的中点，所以EF∥AD，所以EF∥BC，直线BE与直线CF是共面直线，故①不正确；②直线BE与直线AF满足异面直线的定义，故②正确；③由E，F分别是PA，PD的中点，可知EF∥AD，所以EF∥BC，因为EF⊄平面PBC，BC⊂平面PBC，所以直线EF∥平面PBC，故③正确；④因为BE与PA的关系不能确定，所以不能判定平面BCE⊥平面PAD，故④不正确．所以正确结论的个数是2.7.如图，已知∠BAC＝90°，PC⊥平面ABC，则在△ABC，△PAC的边所在的直线中，与PC垂直的直线有____________；与AP垂直的直线有________．解析：∵PC⊥平面ABC，∴PC垂直于直线AB，BC，AC.∵AB⊥AC，AB⊥PC，AC∩PC＝C，∴AB⊥平面PAC，又∵AP⊂平面PAC，∴AB⊥AP，与AP垂直的直线是AB.答案：AB，BC，AC AB8．若α，β是两个相交平面，m为一条直线，则下列命题中，所有真命题的序号为________．①若m⊥α，则在β内一定不存在与m平行的直线；②若m⊥α，则在β内一定存在无数条直线与m垂直；③若m⊂α，则在β内不一定存在与m垂直的直线；④若m⊂α，则在β内一定存在与m垂直的直线．解析：对于①，若m⊥α，如果α，β互相垂直，则在平面β内存在与m平行的直线，故①错误；对于②，若m⊥α，则m垂直于平面α内的所有直线，故在平面β内一定存在无数条直线与m垂直，故②正确；对于③④，若m⊂α，则在平面β内一定存在与m垂直的直线，故③错误，④正确．答案：②④9．在直三棱柱ABC-A1B1C1中，平面α与棱AB，AC，A1C1，A1B1分别交于点E，F，G，H，且直线AA1∥平面α.有下列三个命题：①四边形EFGH是平行四边形；②平面α∥平面BCC1B1；③平面α⊥平面BCFE.其中正确命题的序号是________．∥平面α，平面α∩平面AA1B1B＝EH，解析：如图所示，因为AA所以AA1∥EH.同理AA1∥GF，所以EH∥GF，又ABC-A1B1C1是直三棱柱，易知EH＝GF＝AA1，所以四边形EFGH是平行四边形，故①正确；若平面α∥平面BB1C1C，由平面α∩平面A1B1C1＝GH，平面BCC1B1∩平面A1B1C1＝B1C1，知GH∥B1C1，而GH∥B1C1不一定成立，故②错误；由AA1⊥平面BCFE，结合AA1∥EH知EH⊥平面BCFE，又EH⊂平面α，所以平面α⊥平面BCFE，故③正确．答案：①③10．(2018·武汉调研)在矩形ABCD中，AB<BC，现将△ABD沿矩形的对角线BD所在的直线进行翻折，在翻折的过程中，给出下列结论：①存在某个位置，使得直线AC与直线BD垂直；②存在某个位置，使得直线AB与直线CD垂直；③存在某个位置，使得直线AD与直线BC垂直．其中正确结论的序号是________．解析：①假设AC 与BD 垂直，过点A 作AE ⊥BD 于E ，连接CE .则 ⎭⎪⎬⎪⎫AE ⊥BD AC ⊥BD AE ∩AC ＝A ⇒BD ⊥平面AEC ⇒BD ⊥CE ，而在平面BCD 中，EC 与BD 不垂直，故假设不成立，①错误．②假设AB ⊥CD ，∵AB ⊥AD ，AD ∩CD ＝D ，∴AB ⊥平面ACD ，∴AB ⊥AC ，由AB <BC 可知，存在这样的等腰直角三角形，使AB ⊥CD ，故假设成立，②正确．③假设AD ⊥BC ，∵DC ⊥BC ，∴BC ⊥平面ADC ，∴BC ⊥AC ，即△ABC 为直角三角形，且AB 为斜边，而AB <BC ，故矛盾，假设不成立，③错误．答案：②11.如图，在斜三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，∠BAC ＝90°，BC 1⊥AC ，则C 1在底面ABC 上的射影H 必在( )A ．直线AB 上B ．直线BC 上C ．直线AC 上D ．△ABC 内部解析：选A 连接AC 1(图略)，由AC ⊥AB ，AC ⊥BC 1，AB ∩BC 1＝B ，得AC ⊥平面ABC 1.∵AC ⊂平面ABC ，∴平面ABC 1⊥平面ABC .∴C 1在平面ABC 上的射影H 必在两平面的交线AB 上．12．如图所示，在四边形ABCD 中，AD ∥BC ，AD ＝AB ，∠BCD ＝45°，∠BAD ＝90°.将△ADB 沿BD 折起，使平面ABD ⊥平面BCD ，构成三棱锥A -BCD ，则在三棱锥A -BCD 中，下列结论正确的是()A ．平面ABD ⊥平面ABCB ．平面ADC ⊥平面BDC C ．平面ABC ⊥平面BDCD ．平面ADC ⊥平面ABC解析：选D ∵在四边形ABCD 中，AD ∥BC ，AD ＝AB ，∠BCD ＝45°，∠BAD ＝90°，∴BD ⊥CD .又平面ABD ⊥平面BCD ，且平面ABD ∩平面BCD ＝BD ，故CD ⊥平面ABD ，则CD ⊥AB .又AD ⊥AB ，AD ∩CD ＝D ，AD ⊂平面ADC ，CD ⊂平面ADC ，故AB ⊥平面ADC . 又AB ⊂平面ABC ，∴平面ADC ⊥平面ABC .13.如图，在直三棱柱ABC -A1B 1C 1中，侧棱长为2，AC ＝BC ＝1，∠ACB ＝90°，D 是A 1B 1的中点，F 是BB 1上的动点，AB 1，DF 交于点E .要使AB 1⊥平面C 1DF ，则线段B 1F 的长为( )A.12B ．1 C.32 D ．2解析：选A 设B 1F ＝x ，因为AB 1⊥平面C 1DF ，DF ⊂平面C 1DF ，所以AB 1⊥DF .由已知可得A 1B 1＝2，设Rt △AA 1B 1斜边AB 1上的高为h ，则DE ＝12h . 又2×2＝h 22＋(2)2，所以h ＝233，DE ＝33. 在Rt △DB 1E 中，B 1E ＝ ⎝⎛⎭⎫222－⎝⎛⎭⎫332＝66. 由面积相等得66× x 2＋⎝⎛⎭⎫222＝22x ，解得x ＝12.14.如图所示，在四棱锥P -ABCD 中，PA ⊥底面ABCD ，且底面各边都相等，M 是PC 上的一动点，当点M 满足______时，平面MBD ⊥平面PCD .(只要填写一个你认为是正确的条件即可)解析：连接AC ，则AC ⊥BD ，∵PA ⊥底面ABCD ，∴PA ⊥BD .又PA ∩AC ＝A ，∴BD ⊥平面PAC ，∴BD ⊥PC .∴当DM ⊥PC (或BM ⊥PC )时，即有PC ⊥平面MBD .而PC ⊂平面PCD ，∴平面MBD ⊥平面PCD .答案：DM ⊥PC (或BM ⊥PC )15．(2018·兰州实战考试)α，β是两平面，AB ，CD 是两条线段，已知α∩β＝EF ，AB ⊥α于B ，CD ⊥α于D ，若增加一个条件，就能得出BD ⊥EF .现有下列条件：①AC ⊥β；②AC 与α，β所成的角相等；③AC 与CD 在β内的射影在同一条直线上；④AC ∥EF .其中能成为增加条件的序号是________．解析：由题意得，AB ∥CD ，∴A ，B ，C ，D 四点共面．①中，∵AC ⊥β，EF ⊂β，∴AC ⊥EF ，又∵AB ⊥α，EF ⊂α，∴AB ⊥EF ，∵AB ∩AC ＝A ，∴EF ⊥平面ABCD ，又∵BD ⊂平面ABCD ，∴BD ⊥EF ，故①正确；②不能得到BD ⊥EF ，故②错误；③中，由AC 与CD 在β内的射影在同一条直线上可知平面ABCD ⊥β，又AB ⊥α，AB ⊂平面ABCD ，∴平面ABCD ⊥α.∵平面ABCD ⊥α，平面ABCD ⊥β，α∩β＝EF ，∴EF ⊥平面ABCD ，又BD ⊂平面ABCD ，∴BD ⊥EF ，故③正确；④中，由①知，若BD ⊥EF ，则EF ⊥平面ABCD ，则EF ⊥AC ，故④错误，故填①③. 答案：①③16．(2017·全国卷Ⅰ)如图，在四棱锥P -ABCD 中，AB ∥CD ，且∠BAP ＝∠CDP ＝90°.(1)证明：平面PAB ⊥平面PAD ；(2)若PA ＝PD ＝AB ＝DC ，∠APD ＝90°，且四棱锥P -ABCD的体积为83，求该四棱锥的侧面积． 解：(1)证明：由∠BAP ＝∠CDP ＝90°，得AB ⊥AP ，CD ⊥PD .因为AB ∥CD ，所以AB ⊥PD .又AP ∩PD ＝P ，所以AB ⊥平面PAD .又AB ⊂平面PAB ，所以平面PAB ⊥平面PAD .(2)如图所示，在平面PAD 内作PE ⊥AD ，垂足为E .由(1)知，AB ⊥平面PAD ，故AB ⊥PE ，可得PE ⊥平面ABCD .设AB ＝x ，则由已知可得AD ＝2x ，PE ＝22x . 故四棱锥P -ABCD 的体积V P -ABCD ＝13AB ·AD ·PE ＝13x 3.由题设得13x 3＝83，故x ＝2. 从而PA ＝PD ＝AB ＝DC ＝2，AD ＝BC ＝22，PB ＝PC ＝2 2.可得四棱锥P -ABCD 的侧面积为12PA ·PD ＋12PA ·AB ＋12PD ·DC ＋12BC 2sin 60°＝6＋2 3. 17．(2017·山东高考)由四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1截去三棱锥C 1-B 1CD 1后得到的几何体如图所示．四边形ABCD 为正方形，O 为AC 与BD 的交点，E 为AD 的中点，A 1E ⊥平面ABCD .(1)证明：A 1O ∥平面B 1CD 1；(2)设M 是OD 的中点，证明：平面A 1EM ⊥平面B 1CD 1.证明：(1)取B 1D 1的中点O 1，连接CO 1，A 1O 1，因为ABCD -A 1B 1C 1D 1是四棱柱，所以A 1O 1∥OC ，A 1O 1＝OC ，因此四边形A 1OCO 1为平行四边形，所以A 1O ∥O 1C ，因为O 1C ⊂平面B 1CD 1，A 1O ⊄平面B 1CD 1，所以A 1O ∥平面B 1CD 1.(2)因为E ，M 分别为AD ，OD 的中点，所以EM ∥AO .因为AO ⊥BD ，所以EM ⊥BD .又A 1E ⊥平面ABCD ，BD ⊂平面ABCD ，所以A 1E ⊥BD ，因为B 1D 1∥BD ，所以EM ⊥B 1D 1，A 1E ⊥B 1D 1，又A 1E ⊂平面A 1EM ，EM ⊂平面A 1EM ，A 1E ∩EM ＝E ，所以B 1D 1⊥平面A 1EM ，又B1D1⊂平面B1CD1，所以平面A1EM⊥平面B1CD1.。
线线垂直、线面垂直、面面垂直的习题及答案解析
线线垂直、线面垂直、面面垂直部分习及答案1．在四面体ABCD 中，△ABC 与△DBC 都是边长为4的正三角形．(1)求证：BC ⊥AD ；2如图，在三棱锥S —ABC 中，SA ⊥平面ABC ，平面SAB ⊥平面SBC ． （1）求证：AB ⊥BC ；3.如图，四棱锥P —ABCD 的底面是边长为a 的正方形，PA ⊥底面ABCD ，E 为AB 的中点，且PA=AB ．（1）求证：平面PCE ⊥平面PCD ；（2）求点A 到平面PCE 的距离．4. 如图2-4-2所示，三棱锥S —ABC 中，SB=AB ，SC=AC ，作AD ⊥BC 于D ，SH ⊥AD 于H ， 求证：SH ⊥平面ABC.(第1题)5. 如图所示，已知Rt△ABC所在平面外一点S，且SA=SB=SC，点D 为斜边AC的中点.(1)求证：SD⊥平面ABC；(2)若AB=BC，求证：BD⊥平面SAC.6. 证明：在正方体ABCD－A1B1C1D1中，A1C⊥平面BC1DAC7. 如图所示，直三棱柱中，∠ACB=90°，AC=1，，侧棱，侧面的两条对角线交点为D，的中点为M.求证：CD⊥平面BDM.8.在三棱锥Ａ－BCD中，BC＝AC，AD＝BD，作BE⊥CD，Ｅ为垂足，作AH⊥BE于Ｈ．求证：AH⊥平面BCD．9. 如图，过S引三条长度相等但不共面的线段SA、SB、SC，且∠ASB=∠ASC=60°，∠BSC=90°，求证：平面ABC⊥平面BSC．10.如图，在长方体ABCD—A1B1C1D1中，AB＝2，BB1＝BC＝1，E为D1C1的中点，连结ED，EC，EB和DB．(1)求证：平面EDB⊥平面EBC；(2)求二面角E－DB－C的正切值.11：已知直线PA垂直于圆O所在的平面，A为垂足，AB为圆O的直径，C是圆周上异于A、B的一点。
求证：平面PAC 平面PBC。
12.. 如图1-10-3所示，过点S 引三条不共面的直线，使∠BSC=90°，∠ASB=∠ASC=60°，若截取SA=SB=SC. 求证：平面ABC ⊥平面BSC13. 如图1-10-5所示，在四面体ABCD 中，BD= a, AB=AD=BC=CD=AC=a.求证：平面ABD ⊥平面BCD .214.如图所示，△ABC 为正三角形，CE ⊥平面ABC ，BD ∥CE ，且CE=AC=2BD ，M 是AE 的中点，求证：(1)DE=DA ；(2)平面BDM ⊥平面ECA ；(3)平面DEA ⊥平面ECA ．15.如图所示，已知PA ⊥矩形ABCD 所在平面，M 、N 分别是AB 、PC 的中点．(1)求证：MN ∥平面PAD ；(2)求证：MN ⊥CD ；(3)若∠PDA=45°，求证：MN ⊥平面PCD ．16. 如图1，在正方体1111ABCD A B C D -中，M 为1CC 的中点，AC 交BD 于点O ，求证：1A O ⊥平面MBD答案与提示：1. 证明：(1)取BC 中点O ，连结AO ，DO ．∵△ABC ，△BCD 都是边长为4的正三角形， ∴AO ⊥BC ，DO ⊥BC ，且AO ∩DO ＝O ， ∴BC ⊥平面AOD ．又AD ⊂平面AOD ， ∴BC ⊥AD ．2. 【证明】作AH ⊥SB 于H ，∵平面SAB ⊥平面SBC ．平面SAB ∩平面SBC=SB ，∴AH ⊥平面SBC ，又SA ⊥平面ABC ，∴SA ⊥BC ，而SA 在平面SBC 上的射影为SB ，∴BC ⊥SB ，又SA ∩SB=S ，∴BC ⊥平面SAB ．∴BC ⊥AB ．3. 【证明】PA ⊥平面ABCD ，AD 是PD 在底面上的射影，又∵四边形ABCD 为矩形，∴CD ⊥AD ，∴CD ⊥PD ，∵AD ∩PD=D ∴CD ⊥面PAD ，∴∠PDA 为二面角P —CD —B 的平面角，∵PA=PB=AD ，PA ⊥AD ∴∠PDA=45°，取Rt △PAD 斜边PD 的中点F ，则AF ⊥PD ，∵AF ⊂面PAD ∴CD ⊥AF ，又PD ∩CD=D ∴AF ⊥平面PCD ，取PC 的中点G ，连GF 、AG 、EG ，则GF21CD 又AE 21CD ，∴GF AE ∴四边形AGEF 为平行四边形∴AF ∥EG ，∴EG ⊥平面PDC 又EG ⊂平面PEC ，∴平面PEC ⊥平面PCD ．（2）【解】由（1）知AF ∥平面PEC ，平面PCD ⊥平面PEC ，过F 作FH ⊥PC 于H ，则FH ⊥平面PEC∴FH 为F 到平面PEC 的距离，即为A 到平面PEC 的距离．在△PFH 与 △PCD 中，∠P 为公共角，而∠FHP=∠CDP=90°，∴△PFH ∽△PCD ．∴PC PFCD FH =，设AD=2，∴PF=2，PC=324822=+=+CD PD ， ∴FH=362322=⋅∴A 到平面PEC 的距离为36． 4.【证明】取SA的中点E，连接EC ，EB. ∵SB=AB,SC=AC, ∴SA ⊥BE,SA ⊥CE. 又∵CE ∩BE=E, ∴SA ⊥平面BCE.∵BCBCE5. 证明：(1)因为SA=SC ，D 为AC 的中点， 所以SD ⊥AC.连接BD. 在Rt △ABC 中，有AD=DC=DB ，所以△SDB ≌△SDA ， 所以∠SDB=∠SDA ， 所以SD ⊥BD.又AC ∩BD=D ， 所以SD ⊥平面ABC. (2)因为AB=BC ，D 是AC 的中点， 所以BD ⊥AC. 又由(1)知SD ⊥BD ， 所以BD 垂直于平面SAC 内的两条相交直线，所以BD⊥平面SAC.6.证明：连结ACBD AC⊥AC为A1C在平面AC上的射影∴⊥⊥⎫⎬⎭⇒⊥BD A CA C BC A C BC D11111同理可证平面7.证明：如右图，连接、、，则.∵，∴为等腰三角形.又知D 为其底边的中点，∴.∵，，∴.又，∴. ∵为直角三角形，D为的中点，∴，.又，，∴..即CD⊥DM.∵、为平面BDM内两条相交直线，∴ CD⊥平面BDM.8.证明：取AB的中点Ｆ，连结CF，DF．∵AC BC=，∴CF AB⊥．∵AD BD⊥．=，∴DF AB又CF DF F=，∴AB⊥平面CDF．∵CD⊂平面CDF，∴⊥．C D又CD BE⊥，BE AB B=，∴CD⊥平面ABE，CD AH⊥．∵AH CD⊥，AH BE=，⊥，CD BE E∴AH⊥平面BCD．9.证明：如图，已知PA=PB=PC=a，由∠APB=∠APC=60°，△PAC，△PAB为正三角形，则有：PA=PB=PC=AB=AC=a，取BC中点为E直角△BPC中，，，由AB=AC ，AE ⊥BC ，直角△ABE 中，，，， 在△PEA 中，，，∴，平面ABC ⊥平面BPC.10. 证明：(1)在长方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，AB ＝2，BB 1＝BC ＝1，E 为D 1C 1的中点．∴△DD 1E 为等腰直角三角形，∠D 1ED ＝45°．同理∠C 1EC＝45°．∴︒=∠90DEC ，即DE ⊥EC ．在长方体ABCD －1111D C B A 中，BC ⊥平面11DCC D ，又DE ⊂平面11DCC D ， ∴BC ⊥DE ．又C BC EC = ，∴DE ⊥平面EBC ．∵平面DEB 过DE ，∴平面DEB ⊥平面EBC ．(2)解：如图，过E 在平面11DCC D 中作EO ⊥DC 于O ．在长方体ABCD －1111D C B A 中，∵面ABCD⊥面11DCC D ，∴EO ⊥面ABCD ．过O 在平面DBC 中作OF ⊥DB 于F ，连结EF ，∴EF ⊥BD ．∠EFO 为二面角E －DB －C 的平面角．利用平面几何知识1， (第10题)可得OF＝5又OE＝1，所以，tan∠EFO＝5．11.（1）【证明】∵C是AB为直径的圆O的圆周上一点，AB是圆O 的直径∴BC⊥AC；又PA⊥平面ABC，BC⊂平面ABC，∴BC⊥PA，从而BC⊥平面PAC．∵BC ⊂平面PBC，∴平面PAC⊥平面PBC．.12.证明：如图1-10-4所示,取BC的中点D，连接AD，SD.由题意知△ASB与△ASC是等边三角形，则AB=AC，∴AD⊥BC,SD⊥BC.令SA=a,在△SBC中，SD= a,又AD= = a,∴AD2+SD2=SA2,即AD⊥SD.又∵AD⊥BC，∴AD⊥平面SBC.∵AD ABC，∴平面ABC⊥平面SBC.13.证明：取BD的中点E，连接AE，CE.则AE⊥BD,BD⊥CE.在△ABD中，AB=a,BE= BD= ,∴AE= ,同理,CE= .在△AEC中，AE=EC= ,AC=a,∴AC2=AE2+EC2，即AE⊥EC.∵BD∩EC=E,∴AE⊥平面BCD.又∵AE ABD，∴平面ABD⊥平面BCD14.证明： ((1)取EC的中点F，连接DF．∵ CE⊥平面ABC，∴ CE⊥BC．易知DF∥BC，CE⊥DF．∵ BD∥CE，∴ BD⊥平面ABC．在Rt△EFD和Rt△DBA中，∵，，∴ Rt△EFD≌Rt△DBA．故DE=AD．(2)取AC的中点N，连接MN、BN，MN CF．∵ BD CF，∴ MN BD．N平面BDM．∵ EC⊥平面ABC，∴ EC⊥BN．又∵ AC⊥BN，∴ BN⊥平面ECA．又∵ BN平面MNBD，∴平面BDM⊥平面ECA．(3)∵ DM∥BN，BN⊥平面ECA，∴ DM⊥平面ECA．又∵ DM平面DEA，∴平面DEA⊥平面ECA．15.证明：(1)取PD的中点E，连接AE、EN，则，故AMNE为平行四边形，∴ MN∥AE．∵ AE平面PAD，MN平面PAD，∴ MN∥平面PAD．(2)要证MN⊥CD，可证MN⊥AB．由(1)知，需证AE⊥AB．∵ PA⊥平面ABCD，∴ PA⊥AB．又AD⊥AB，∴ AB⊥平面PAD．∴ AB⊥AE．即AB⊥MN．又CD∥AB，∴ MN⊥CD．(3)由(2)知，MN⊥CD，即AE⊥CD，再证AE⊥PD即可．∵ PA⊥平面ABCD，∴ PA⊥AD．又∠PDA=45°，E为PD的中点．∴ AE⊥PD，即MN⊥PD．又MN ⊥CD ，∴ MN ⊥平面PCD ．16.证明：连结MO ，1A M ，∵DB ⊥1A A ，DB ⊥AC ，1A A AC A =，∴DB ⊥平面11A ACC ，而1AO ⊂平面11A ACC ∴DB ⊥1A O ．设正方体棱长为a ，则22132A O a =，2234MO a =．在Rt △11A C M 中，22194A M a =．∵22211A O MO A M +=，∴1A O O M ⊥． ∵OM ∩DB =O ，∴ 1A O ⊥平面MBD ．。
面面垂直的性质定理(最全)word资料
线面、面面垂直的性质定理教学目标：1. 掌握垂直关系的性质定理,并会应用。
2. 通过定理的学习，培养和发展空间想象能力、推理论证能力、运用图形语言进行交流的能力、几何直观能力。
3. 通过典型例子的分析和自主探索活动，理解数学概念和结论形成过程，体会蕴涵在其中的思想方法.重 难 点： 垂直关系的性质定理是重点也是难点。
课时安排： 1课时.教学手段： 多媒体.教学过程：一、复习引入线线垂直 线面垂直 面面垂直二 、性质定理的引入（一）问题探究一为了改善小区电力供应， 决定在大雄家外的马路边立两根电线杆，如果你是工程师，你有办法保证这两根电线杆平行吗？答：令它们都垂直于地面！【抽象概括】定理6.3 如果两条直线同垂直与一个平面，那么这两条直线平行.（文字描述）b a b a //,⇒⊥⊥αα （数学语言，学生归纳）※归纳线面垂直的性质：1、线线垂直2、线线平行 （图形符号）【练习】（二）问题探究二在探究一中，如果大雄家有一面在马路边而且垂直于地面的围墙，那么你怎么保证电线杆都垂直于地面呢？答：令每一条电线杆紧贴墙面且都垂直于墙面与地面的交线！【抽象概括】a bαααααααααα⊥⇒⊥⊥⇒⊥⊥⇒⊥⇒⊥⊥n n m m n m n m nm n m nm n m n m ,//)4(//,)3(,//)2(//,)1(.__________中，正确的命题序号有表示平面，则下列命题表示直线，、若定理6.4 如果两个平面互相垂直，那么在一个平面内垂直与它们交线的直线垂直于另一个平面. (文字描述) (数学语言，学生归纳) （图形符号） ※归纳面面垂直性质：线面垂直 线面垂直 面面垂直【练习】设两个平面互相垂直，则（ ）A. 一个平面内的任何一条直线都垂直与另一个平面B. 过交线上一点垂直于一个平面的直线必在另一个平面上C. 过交线上一点垂直于交线的直线，必垂直于另一个平面D. 分别在两个平面上的两条直线互相垂直分析：利用逆向思考的方法寻找证明思路.四 、 小结： 线线平行 线面平行 面面平行1、线线垂直 线面垂直 面面垂直2、几何证明中常常使用逆向思考的方法.五、作业：P49 B3 、 P70 C2P68 A5－A8 在书上⎪⎩⎪⎨⎧⊥=⊥l m m l βαβα ,β≠⊂α⊥⇒m αβm l .MN 2AB MN 1M BC MN BC C B MN D C B A ABC D 1111111垂直的所有平面与直线）找出与（的关系，说明理由与）判断（于内，且平面在中，在长方体例⊥-D 1C 1B 1A 1D C B A N M .A B PBC PAB ABC PA PABC 2B C ⊥⊥⊥，求证：面面，面中，如图，在四面体例C B A P一请您介绍一下面瘫对人们日常生活造成哪些危害面瘫也叫面神经炎,医学上称为面神经麻痹,在日常生活中很常见,许多病人承受着面瘫后遗症所带来的困扰,它给这些病人在生活上、工作上及社会交往上带来很多不便,甚至造成心理上的伤害。
线面垂直及应用(习题及答案)
线面垂直及应用（习题）➢例题示范例1：如图，在正三棱柱ABC-A1B1C1 中，AB=AA1=1，则点C 到平面ABC1 的距离为（）A.42 6B.3C.217D.2 37思路分析：思路一：观察特征，考虑采用构造垂面法，取AB 的中点E ，易证平面C1CE⊥平面ABC1，过点C 作CF⊥C1E，则CF 的长即为所求距离，接着在直角三角形中研究边角关系，求解．思路二：采用等体积法，VC -ABC =VC -ABC，建立等式，求解．1 1解题过程：方法一：如图，取AB 的中点E，连接CE，C1E，过点C 作CF⊥C1E 于点F．在正三棱柱ABC-A1B1C1 中，CC1⊥平面ABC，则AB⊥CC1，∵△ABC 是等边三角形，∴AB⊥CE，又CE CC1=C，∴AB⊥平面CC1E，∴平面C1CE⊥平面ABC1，∴CF⊥平面ABC1，则CF 的长即为所求距离．在Rt△CEC1 中，CC1=1，CE = 3AB =3，∴C1E =2 2 =7．2由等面积得，CF =CC1 ⨯CE=C1E21，7即点C 到平面ABC1 的距离为21．71CC12 +CE 22 1 37方法二：在正三棱柱ABC-A1B1C1 中，CC1⊥平面ABC，AB=BC=AC=CC1=1，易得AC1=BC1=，S△ ABC =4，在△ABC1 中，AC1=BC1= ，AB=1，∴ S△ ABC =4，∵VC -A BC=V C -ABC ，设点 C 到平面ABC1 的距离为d，1 1则1⨯7⨯d =1⨯3⨯1 ，解得d =21．3 4 3 4 7例2：如图，∠BAC 在平面α内，点P 在α外，PE⊥AB，PF⊥AC，PO⊥α，垂足分别为E，F，O，且PE=PF，求证：∠BAO=∠CAO．思路分析：根据特征，有线面垂直、平面的斜线与平面内直线垂直，根据三垂线定理的逆定理处理．解题过程：∵PO⊥α，PE⊥AB，PF⊥AC，∴OE⊥AB，OF⊥AC，∵PE⊥AB，PF⊥AC，PE=PF，∴Rt△PAE≌Rt△PAF，∴AE=AF，∴Rt△AOE≌Rt△AOF，∴∠BAO=∠CAO．2232 3323➢巩固练习1.如图，在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 是正方形，PA⊥底面ABCD，PA=AB=2，则点C 到平面PBD 的距离为（）A.B．C．D．1第1 题图第2 题图2.如图，在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 是直角梯形，PA⊥底面ABCD，AD∥BC，∠BAD=90°，PA=AB=BC=2，AD=4，则点A 到平面PCD 的距离为（）A.63B.2C．26D．233.如图，在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 是直角梯形，PA⊥底面ABCD，AD∥BC，∠BAD=90°，BC=2，PA=AB=1，则点D 到平面PBC 的距离为（）A.22B.1C．12 3D．33第3 题图第4 题图4.如图，在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AB=AC=AA1=2，∠BAC=90°，E 是BC 的中点，则点B1 到平面AEC1 的距离为（）A.B．4 3C．3D．623665.下列命题：①若a 是平面α的斜线，直线b 垂直于a 在平面α内的射影，则a⊥b；②若a 是平面α的斜线，平面β内的直线b 垂直于a 在平面α内的射影，则a⊥b；③若a 是平面α的斜线，直线b⊂α且b 垂直于a 在另一平面β内的射影，则a⊥b；④若a 是平面α的斜线，直线b∥α且b 垂直于a 在平面α内的射影，则a⊥b．其中正确的有（）A．0 个B．1 个C．2 个D．3 个6.如图，PA⊥矩形ABCD，则下列结论中不正确的是（）A．PD⊥BD B．PD⊥CDC．PB⊥BC D．PA⊥BD7.如图，下列四个正方体中，l 是正方体的一条对角线，M，N，P 分别为其所在棱的中点，能得出直线l⊥平面MNP 的图形是（）①②③④A．①④B．①②C．②④D．①③48.直接利用三垂线定理证明下列各题：（1）已知：PA⊥正方形ABCD 所在平面，O 是BD 的中点，求证：PO⊥BD，PC⊥BD．（2）已知：PA⊥平面PBC，PB=PC，M 是BC 的中点，求证：BC⊥AM．59.如图，在直三棱柱ABC-A1B1C1 中，∠ACB=90°，AC=BC=a，AA1 2a ，D，E，M 分别为棱AB，BC，AA1的中点．（1）求证：A1B1⊥C1D；（2）求点C 到平面MDE 的距离．10.如图，在直三棱柱ABC-A1B1C1 中，AB=4，AC=AA1=2，∠ACB=90°．（1）求证：A1C⊥B1C1；（2）求点B1 到平面A1BC 的距离．62 【参考答案】 1.B 2.C 3.A 4.B 5.B 6.A 7.A 8. 证明略．9. （1）证明略； （2）点 C 到平面 MDE 的距离为 6a ．610. （1）证明略；（2）点 B 1 到平面 A 1BC 的距离为 ．7。
线面垂直证明面面垂直专题 3
立体几何平行与垂直专题（附经典解析）1垂直证明习题——线面垂直⇒面面垂直1. 如图所示，三棱柱中，，平面．证明：平面平面．2. 如图，在四棱锥中，底面是菱形，且，，，分别为，的中点，且．求证：平面平面．3. 如图所示，△ABC 为正三角形，CE ⊥平面ABC ，BD ∥CE ，且CE ＝AC ＝2BD ，M 是AE 的中点．求证：平面BDM ⊥平面ECA ．111ABC A B C -90BCA ∠=°1AC ⊥1A BC ABC ⊥11ACCA P ABCD -ABCD 2PA AD ==120PAD BAD ∠=∠=︒E FPDBD 2EF =PAD ⊥ABCD垂直证明习题——线面垂直⇒面面垂直（教师版）1. 如图所示，三棱柱中，，平面．证明：平面平面．【解析】证明：平面，．，，平面．又平面，平面平面．2. 如图，在四棱锥中，底面是菱形，且，，，分别为，的中点，且．求证：平面平面．【解析】过P 作PO ⊥AD ，垂足为O ，连结AO ，BO ， 由∠PAD=120°，得∠PAO=60°，111ABC A B C -90BCA ∠=°1AC ⊥1A BC ABC ⊥11ACCA 1AC ⊥1A BC 1AC BC ∴⊥90BCA ∠︒＝BC AC ∴⊥BC ∴⊥11ACC A BC ⊂ABC ∴ABC ⊥11ACC A P ABCD -ABCD 2PA AD ==120PAD BAD ∠=∠=︒E FPDBD EF =PAD ⊥ABCD立体几何平行与垂直专题（附经典解析）3∴在Rt △PAO 中，PO=PAsin ∠PAO=2sin60°=2×，∵∠BAO=120°，∴∠BAO=60°，AO=AO ，∴△PAO ≌△BAO ，∴∵E ，F 分别是PA ，BD 的中点，EF=∴EF是△PBD 的中位线，∴PB=2EF=2×，∴PB 2=PO 2+BO 2，∴PO ⊥BO ，∵AD∩BO=O ，∴PO ⊥平面ABCD ， 又PO ⊂平面PAD ，∴平面PAD ⊥平面ABCD ．3. 如图所示，△ABC 为正三角形，CE ⊥平面ABC ，BD ∥CE ，且CE ＝AC ＝2BD ，M 是AE 的中点．求证：平面BDM ⊥平面ECA ．【解析】取AC 的中点N ，连接MN 、BN ，则MN //CF ．∵BD //CF ，∴MN //BD ， ∴N ∈平面BDM ．∵EC ⊥平面ABC ，∴EC ⊥BN ．又∵AC ⊥BN ，EC ∩AC ＝C ，∴BN ⊥平面ECA ． 又∵BN ⊂平面BDM ，∴平面BDM ⊥平面ECA ．222。
线面、面面平行、垂直例题
第12讲 §2.2.1 直线与平面平行的剖断¤进修目的：以立体几何的界说.正义和定理为动身点,经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中线面平行的剖断,控制直线与平面平行剖断定理,控制转化思惟“线线平行⇒线面平行”. ¤常识要点：1. 界说：直线和平面没有公共点,则直线和平面平行.2. 剖断定理：平面外的一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.符号暗示为：,,////a b a b a ααα⊄⊂⇒. 图形如右图所示. ¤例题精讲：【例1】已知P 是平行四边形ABCD 地点平面外一点,E .F 分离为AB .PD 的中点,求证：AF ∥平面PEC【例2】在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E .F 分离为棱BC .C 1D 1的中点. 求证：EF ∥平面BB 1D 1D.【例3】如图,已知P 是平行四边形ABCD 地点平面外一点,M.N 分离是AB.PC 的中点（1）求证：MN //平面PAD ;（2）若4MN BC ==,43PA =,求异面直线PA 与MN 所成的角的大小. .第13讲 §2.2.2 平面与平面平行的剖断¤进修目的：以立体几何的界说.正义和定理为动身点,经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中面面平行的剖断,控制两个平面平行的剖断定理与应用及转化的思惟.¤常识要点：面面平行剖断定理：假如一个平面内有两条订交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行．用符号暗示为：,,////,//a b a b P a b βββααα⊂⊂=⎫⇒⎬⎭.¤例题精讲：【例1】如右图,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M .N .P 分离是C 1C .B 1C 1.C 1D 1的中点,求证：平面MNP ∥平面A 1BD ..【例2】已知四棱锥P-ABCD 中, 底面ABCD 为平行四边形. 点M.N.Q 分离在PA.BD.PD 上, 且PM ：MA =BN ：ND =PQ ：QD .求证：平面MNQ ∥平面PBC .第14讲 §2.2.3 直线与平面平行的性质¤进修目的：经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中线面平行的性质,控制直线和平面平行的性质定理,灵巧应用线面平行的剖断定理和性质定理,控制“线线”“线面”平行的转化.¤常识要点：NMPD CQ B A线面平行的性质：假如一条直线和一个平面平行,经由这条直线的平面和这个平面订交,那么这条直线和交线平行.即：////a a a b b αβαβ⎫⎪⊂⇒⎬⎪=⎭.¤例题精讲：【例1】经由正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱BB 1作一平面交平面AA 1D 1D 于E 1E ,求证：E 1E ∥B 1B【例2】如右图,平行四边形EFGH 的分离在空间四边形ABCD 各边上,求证：BD //平面EFGH .第15讲 §2.2.4 平面与平面平行的性质¤进修目的：经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中面面平行的性质,控制面面平行的性质定理,灵巧应用面面平行的剖断定理和性质定理,控制“线线”“线面”“面面”平行的转化. ¤常识要点：1. 面面平行的性质：假如两个平行平面同时与第三个平面订交,那么它们的交线平行. 用符号说话暗示为：//,,//a b a b αβγαγβ==⇒.2. 其它性质：①//,//l l αβαβ⊂⇒; ②//,l l αβαβ⊥⇒⊥; ③夹在平行平面间的平行线段相等.¤例题精讲： 【例1】如图,设平面α∥平面β,AB .CD 是两异面直线,M .N 分离是AB .CD 的中点,且A .C ∈α,B .D ∈β. 求证：MN ∥α.【例4】如图,已知正方体1111ABCD A B C D -中,面临角线1AB ,1BC 上分离有两点E.F ,且11B E C F =. 求证：EF ∥平面ABCD .第16讲 §2.3.1 直线与平面垂直的剖断 ¤进修目的：以立体几何的界说.正义和定理为动身点,经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中线面垂直的剖断,控制直线与平面垂直的界说,懂得直线与平面垂直的剖断定理,并会用界说和剖断定理证实直线与平面垂直的关系. 控制线面角的界说及求解. ¤常识要点：1. 界说：假如直线l 与平面α内的随意率性一条直线都垂直,则直线l 与平面α互相垂直,记作l α⊥. l －平面α的垂线,α－直线l 的垂面,它们的独一公共点P 叫做垂足.（线线垂直→线面垂直）2. 剖断定理：一条直线与一个平面内的两条订交直线都垂直,则这条直线与该平面垂直. 符号说话暗示为：若l ⊥m ,l ⊥n ,m ∩n ＝B,m α,n α,则l ⊥α3. 斜线和平面所成的角,简称“线面角”,它是平面的斜线和它在平面内的射影β aαbGNM FEE CD B A D1C 1B1A 1βαE NM D BC A的夹角. 求直线和平面所成的角,几何法一般先定斜足,再作垂线找射影,然后经由过程解直角三角形求解,可以简述为“作（作出线面角）→证（证所作为所求）→求（解直角三角形）”. 平日,经由过程斜线上某个特别点作出平面的垂线段,垂足和斜足的连线是产生线面角的症结. ¤例题精讲：【例1】四面体ABCD 中,,,AC BD E F =分离为,AD BC 的中点,且22EF AC =,90BDC ∠=,求证：BD ⊥平面ACD . 【例2】已知ABCD 是矩形,PA ⊥平面ABCD ,2AB =,4PA AD ==,E 为BC 的中点．（1）求证：DE ⊥平面PAE ;（2）求直线DP 与平面PAE 所成的角．【例3】三棱锥P ABC -中,PA BC PB AC ⊥⊥，,PO ⊥平面ABC ,垂足为O ,求证：O 为底面△ABC 的垂心.第17讲 §2.3.2 平面与平面垂直的剖断¤进修目的：经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中面面垂直的剖断,控制二面角和两个平面垂直的界说,懂得平面与平面垂直的剖断定理并会用剖断定理证实平面与平面垂直的关系,会用所学常识求两平面所成的二面角的平面角的大小. ¤常识要点：1. 界说：从一条直线动身的两个半平面所构成的图形叫二面角（dihedral angle ）.这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面. 记作二面角AB αβ－－. （简记P AB Q －－）2. 二面角的平面角：在二面角l αβ－－的棱l 上任取一点O ,以点O 为垂足,在半平面,αβ内分离作垂直于棱l 的射线OA 和OB ,则射线OA 和OB 构成的AOB ∠叫做二面角的平面角. 规模：0180θ︒<<︒.3. 界说：两个平面订交,假如它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直. 记作αβ⊥.4. 剖断：一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直. （线面垂直→面面垂直）¤例题精讲：【例1】已知正方形ABCD 的边长为1,分离取边BC .CD 的中点E .F ,贯穿连接AE .EF .AF ,以AE .EF .FA 为折痕,折叠使点B .C .D 重合于一点P .（1）求证：AP ⊥EF ;（2）求证：平面APE ⊥平面APF .【例2】如图, 在空间四边形ABCDBDCAE F G中,,,AB BC CD DA ==,,E F G 分离是,,CD DA AC 的中点,求证：平面BEF ⊥平面BGD .【例3】如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 是1CC 的中点,求证：1A BD BED ⊥平面平面．第18讲 §2.3.3 线面.面面垂直的性质¤进修目的：经由过程直不雅感知.操纵确认.思辨论证,熟悉和懂得空间中线面.面面垂直的有关性质,控制两共性质定理及定理的应用. ¤常识要点：1. 线面垂直性质定理：垂直于统一个平面的两条直线平行. （线面垂直→线线平行）2. 面面垂直性质定理：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.用符号说话暗示为：若αβ⊥,l αβ=,a α⊂,a l ⊥,则a β⊥.（面面垂直→线面垂直） ¤例题精讲：【例1】如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是060DAB ∠=且边长为a 的菱形,正面PAD 是等边三角形,且平面PAD 垂直于底面ABCD ．（1）若G 为AD 的中点,求证：BG ⊥平面PAD ; （2）求证：AD PB ⊥;（3）求二面角A BC P --的大小．【例2】如图,已知空间四边形ABCD 中,,BC AC AD BD ==,E 是AB 的中点.求证：（1）⊥AB 平面CDE;（2）平面CDE ⊥平面ABC .AEDBC。
线面垂直、面面垂直知识点总结、经典例题及解析、高考题练习及答案
直线、平面垂直的判定与性质【知识梳理】一、直线与平面垂直的判定与性质1、 直线与平面垂直（1）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，直线l 叫做平面α的垂线，平面α叫做直线l 的垂面。
如图，直线与平面垂直时,它们唯一公共点P 叫做垂足。
（2）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。
结论：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，记作.//a b b a αα⎫⇒⊥⎬⊥⎭（3）性质定理：垂直于同一个平面的两条直线平行。
即,//a b a b αα⊥⊥⇒.由定义知：直线垂直于平面内的任意直线。
2、 直线与平面所成的角平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角或者直角叫做这条直线和这个平面所成的角。
一条直线垂直于平面，该直线与平面所成的角是直角；一条直线和平面平行，或在平面内，则此直线与平面所成的角是00的角。
3、 二面角的平面角从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角，这条直线叫做二面角的棱，这两个半平面叫做二面角的面。
如果记棱为l ，那么两个面分别为αβ、的二面角记作l αβ--.在二面角的棱上任取一点，以该点为垂足，在两个半平面内分别作垂直于棱的射线，则两射线所构成的角叫做叫做二面角的平面角。
其作用是衡量二面角的大小；范围：000180θ≤≤.二、平面与平面垂直的判定与性质1、定义：一般地，两个平面相交，如果它们所成的二面角是直二面角，就说这两个平面垂直.2、判定：一个平面过另一个平面的垂线，则这两个平面垂直。
简述为“线面垂直，则面面垂直”，记作l l βαβα⊥⎫⇒⊥⎬⊂⎭. 3、性质：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，记作l m m m l αβαββα⊥⎫⎪=⎪⇒⊥⎬⊂⎪⎪⊥⎭.【经典例题】【例1】（2012浙江文）设l 是直线,a,β是两个不同的平面（ ） A ．若l ∥a,l ∥β,则a ∥β B ．若l ∥a,l ⊥β,则a ⊥βC ．若a ⊥β,l ⊥a,则l ⊥β D ．若a ⊥β, l ∥a,则l ⊥β【答案】B【解析】利用排除法可得选项B 是正确的,∵l ∥a,l ⊥β,则a ⊥β.如选项A:l ∥a,l ∥β时, a ⊥β或a ∥β;选项C:若a ⊥β,l ⊥a,l ∥β或l β⊂;选项D:若若a ⊥β, l ⊥a,l ∥β或l ⊥β.【例2】（2012四川文）下列命题正确的是 （ ）A ．若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行B ．若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行C ．若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行D ．若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行【答案】C【解析】若两条直线和同一平面所成角相等,这两条直线可能平行,也可能为异面直线,也可能相交,所以A 错;一个平面不在同一条直线的三点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行,故B 错;若两个平面垂直同一个平面两平面可以平行,也可以垂直;故D 错;故选项C 正确.【例3】（2012山东）已知直线m 、n 及平面α，其中m ∥n ，那么在平面α内到两条直线m 、n 距离相等的点的集合可能是：①一条直线；②一个平面；③一个点；④空集．其中正确的是 （ ）A ．①②③B ．①④C ．①②④D ．②④【答案】C【解析】如图1，当直线m 或直线n 在平面α内时有可能没有符合题意的点；如图2，直线m 、n 到已知平面α的距离相等且所在平面与已知平面α垂直，则已知平面α为符合题意的点；如图3，直线m 、n 所在平面与已知平面α平行，则符合题意的点为一条直线，从而选C.【例4】（2012四川理）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，M 、N 分别是CD 、1CC 的中点，则异面直线1A M 与DN 所成的角的大小是____________. 【答案】90o 【解析】方法一:连接D 1M,易得DN ⊥A 1D 1 ,DN ⊥D 1M, 所以,DN ⊥平面A 1MD 1,又A 1M ⊂平面A 1MD 1,所以,DN ⊥A 1D 1,故夹角为90o方法二:以D 为原点,分别以DA, DC, DD 1为x, y, z 轴,建立空间直角坐标系D —xyz.设正方体边长为2,则D(0,0,0),N(0,2,1),M(0,1,0)A 1(2,0,2) 故,），（），（2,121,2,01-== NMB 1A 1C 1D 1B D C所以,cos<|MA ||DN |111MA DN MA DN •=〉〈， = 0,故DN ⊥D 1M,所以夹角为90o 【例5】（2012大纲理）三棱柱111ABC A B C -中,底面边长和侧棱长都相等,1160BAA CAA ∠=∠=︒,则异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为_____________.【答案】66【解析】设该三棱柱的边长为1,依题意有1111,AB AB AA BC AC AA AB =+=+-,则22221111||()222cos603AB AB AA AB AB AA AA =+=+⋅+=+︒= 2222211111||()2222BC AC AA AB AC AA AB AC AA AC AB AA AB =+-=+++⋅-⋅-⋅=而1111()()AB BC AB AA AC AA AB ⋅=+⋅+- 1111111111112222AB AC AB AA AB AB AA AC AA AA AA AB=⋅+⋅-⋅+⋅+⋅-⋅=+-++-=11111116cos ,6||||23AB BC AB BC AB BC ⋅∴<>===⋅ 【例6】（2011·福建）如图，正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，AB ＝2，点E 为AD 的中点，点F 在CD 上，若EF ∥平面AB 1C ，则线段EF 的长度等于________．【答案】 2【解析】∵EF ∥面AB 1C ，∴EF ∥AC .又E 是AD 的中点，∴F 是DC 的中点．∴EF ＝12AC ＝ 2. 【例7】（2012年山东文）如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形,,CB CD EC BD =⊥.（1）求证:BE DE =;（2）若∠120BCD =︒,M 为线段AE 的中点,求证:DM ∥平面BEC .【解析】（1）设BD中点为O,连接OC,OE,则由BC CD=知CO BD⊥,又已知CE BD⊥,所以BD⊥平面OCE.所以BD OE⊥,即OE是BD的垂直平分线,所以BE DE=.（2）取AB中点N,连接,MN DN,∵M是AE的中点,∴MN∥BE,∵△ABD是等边三角形,∴DN AB⊥.由∠BCD=120°知,∠CBD=30°,所以∠ABC=60°+30°=90°,即BC AB⊥,所以ND∥BC,所以平面MND∥平面BEC,又DM ⊂平面MND,故DM∥平面BEC.另证:延长BCAD,相交于点F,连接EF.因为CB=CD,090=∠ABC.因为△ABD为正三角形,所以0090,60=∠=∠ABCBAD,则030=∠AFB, 所以AFAB21=,又ADAB=,所以D是线段AF的中点,连接DM,又由点M是线段AE的中点知EFDM//,而⊄DM平面BEC, ⊂EF平面BEC,故DM∥平面BEC.【例8】（2011天津）如图，在四棱锥P－ABCD中，底面ABCD为平行四边形∠ADC＝45°，AD＝AC＝1，O为AC的中点，PO⊥平面ABCD，PO＝2，M为PD的中点．（1）证明：PB∥平面ACM；（2）证明：AD⊥平面P AC；（3）求直线AM与平面ABCD所成角的正切值．【解析】（1）证明：连接BD，MO，在平行四边形ABCD中，因为O为AC的中点，所以O为BD 的中点．又M为PD的中点，所以PB∥MO.因为PB?平面ACM，MO?平面ACM，所以PB∥平面ACM.（2）证明：因为∠ADC＝45°，且AD＝AC＝1，所以∠DAC＝90°，即AD⊥AC，又PO⊥平面ABCD，AD?平面ABCD，所以PO⊥AD.而AC∩PO＝O，所以AD⊥平面P AC.（3）取DO中点N，连接MN，AN.因为M为PD的中点，所以MN∥PO，且MN＝12PO＝1.由PO⊥平面ABCD，得MN⊥平面ABCD，所以∠MAN是直线AM与平面ABCD所成的角，在Rt△DAO中，AD＝1，AO＝12，所以DO＝52，从而AN＝12DO＝54.在Rt△ANM中，tan∠MAN＝MNAN＝154＝455，即直线AM与平面ABCD所成角的正切值为455.【例9】（2012湖南文）如图，在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD.（1）证明:BD ⊥PC;（2）若AD=4,BC=2,直线PD 与平面PAC 所成的角为30°,求四棱锥P-ABCD 的体积.P E A DC【解析】（1）因为,,.PA ABCD BD ABCD PA BD ⊥⊂⊥平面平面所以 又,,AC BD PA AC ⊥是平面PAC 内的两条相较直线,所以BD ⊥平面PAC,而PC ⊂平面PAC,所以BD PC ⊥.（2）设AC 和BD 相交于点O,连接PO,由(Ⅰ)知,BD ⊥平面PAC,所以DPO ∠是直线PD 和平面PAC 所成的角,从而DPO ∠30=.由BD ⊥平面PAC,PO ⊂平面PAC,知BD PO ⊥.在Rt POD 中,由DPO ∠30=,得PD=2OD.因为四边形ABCD 为等腰梯形,AC BD ⊥,所以,AOD BOC 均为等腰直角三角形, 从而梯形ABCD 的高为111(42)3,222AD BC +=⨯+=于是梯形ABCD 面积 1(42)39.2S =⨯+⨯= 在等腰三角形AOD 中,2,22,2OD AD == 所以22242, 4.PD OD PA PD AD ===-=故四棱锥P ABCD -的体积为11941233V S PA =⨯⨯=⨯⨯=. 【例10】（2012新课标理）如图,直三棱柱111ABC A B C -中,112AC BC AA ==,D 是棱1AA 的中点,BD DC ⊥1（1）证明:BC DC ⊥1（2）求二面角11C BD A --的大小.【解析】（1）在Rt DAC ∆中,AD AC =得:45ADC ︒∠=同理:1114590A DC CDC ︒︒∠=⇒∠= 得:111,DC DC DC BD DC ⊥⊥⇒⊥面1BCD DC BC ⇒⊥（2）11,DC BC CC BC BC ⊥⊥⇒⊥面11ACC A BC AC ⇒⊥取11A B 的中点O ,过点O 作OH BD ⊥于点H ,连接11,C O C H1111111AC B C C O A B =⇒⊥,面111A B C ⊥面1A BD 1C O ⇒⊥面1A BD1OH BD C H BD ⊥⇒⊥ 得:点H 与点D 重合且1C DO ∠是二面角11C BD A --的平面角设AC a =,则12C O =,111230CD C O C DO ︒==⇒∠= 既二面角11C BD A --的大小为30︒【课堂练习】1．（2012浙江理）已知矩形ABCD ,AB =1,BC 将∆ABD 沿矩形的对角线BD 所在的直线进行翻着，在翻着过程中（ ）A ．存在某个位置,使得直线AC 与直线BD 垂直B ．存在某个位置,使得直线AB 与直线CD 垂直C ．存在某个位置,使得直线AD 与直线BC 垂直D ．对任意位置,三直线“AC 与BD ”,“AB 与CD ”,“AD 与BC ”均不垂直2．（2012四川理）下列命题正确的是 （ ）A ．若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行B ．若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行C ．若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行D ．若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行3．（2011重庆）到两互相垂直的异面直线的距离相等的点( )A ．只有1个B ．恰有3个C ．恰有4个D ．有无穷多个4．（2012上海）已知空间三条直线l ，m ，n 若l 与m 异面,且l 与n 异面,则 （ ）A ．m 与n 异面.B ．m 与n 相交.C ．m 与n 平行.D ．m 与n 异面、相交、平行均有可能.5．（2011烟台）已知m ，n 是两条不同的直线，α，β为两个不同的平面，有下列四个命题：①若m ⊥α，α•A B •βn ⊥β，m ⊥n ，则α⊥β；②若m ∥α，n ∥β，m ⊥n ，则α∥β；③若m ⊥α，n ∥β，m ⊥n ，则α∥β；④若m ⊥α，n ∥β，α∥β，则m ⊥n .其中正确命题的个数为( )A ．1B ．2C ．3D ．46．（2011潍坊）已知m 、n 是两条不同的直线，α、β、γ是三个不同的平面，则下列命题正确的是( )A ．若α⊥γ，α⊥β，则γ∥βB ．若m ∥n ，m ?α，n ?β，则α∥βC ．若m ∥n ，m ∥α，则n ∥αD ．若n ⊥α，n ⊥β，则α∥β7.（2010全国卷文）直三棱柱111ABC A B C -中，若90BAC ∠=︒，1AB AC AA ==，则异面直线1BA 与1AC 所成的角等于（ ）A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°8.（2010全国卷）正方体ABCD-1111A B C D 中，B 1B 与平面AC 1D 所成角的余弦值为（ ）A B C ．23 D 9.（2010全国Ⅱ卷理）已知正四棱锥S ABCD -中，SA =，那么当该棱锥的体积最大时，它的高为（ ）A ．1BC ．2D ．310.（2010全国Ⅰ卷）已知在半径为2的球面上有A ．B ．C ．D 四点，若AB=CD=2，则四面体ABCD 的体积的最大值为（ ）A ．BC ．D ． 11.（2010江西理）过正方体1111ABCD A B C D -的顶点A 作直线L ，使L 与棱AB ，AD ，1AA 所成的角都相等，这样的直线L 可以作（ ）A ．1条B ．2条C ．3条D ．4条12.（2012大纲）已知正方形1111ABCD A B C D -中,,E F 分别为1BB ,1CC 的中点,那么异面直线AE 与1D F 所成角的余弦值为___ _.13.（2010上海文）已知四棱椎P ABCD -的底面是边长为6 的正方形，侧棱PA ⊥底面ABCD ，且8PA =，则该四棱椎的体积是 .14.（2010四川卷）如图，二面角l αβ--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 . 15.（江西卷文）长方体1111ABCD A B C D -的顶点均在同一个球面上， A 1 D 1 B 1 C 1 E11AB AA==，2BC=，则A，B两点间的球面距离为16.（2010湖南理）如图所示，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，E是棱DD1的中点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线面垂直与面面垂直基础要点线面垂直线线垂直 面面垂直a 与平面B AB 与两平面 丄平面 BBACD BA的取值范围是 CB⑵所成的角相等，则平面 D 、4:3D 、△ ABC 的内部 3、如图示，平面 C 、3:2 B 、3:1 2、在斜三棱柱ABC A 、2:1 1、若直线 D 、以上结论都不正确A ,B ，则 AB: ABC i知 PA AC,PA 6，BC 8, DF 5 APC i 周长的最小值是 5.已知长方体 ABCD A i B i C i D i 中，A i A AB 2 C 、直线BC 上 过A 、B 分别作两平面交线的垂线，垂足为 C iABQ , BAC BC 2,CC i i DC 上有一动点 卩，则厶 不一定平行于 4、如图示，直三棱柱 ABB i DCC i 中题型一：直线、平面垂直的应用i.（20i4,江苏卷）如图，在三棱锥 P-ABC 中，D ，E ，F 分别为棱 PC ，AC ，AB 的中点.已 所成的角分别为-和-A ,BC 、 不平行于(A ) A 、 // B ） B 、直线AB 上 为H ，则H —定在 A 、直线AC 上 ABB i 90o,AB 4求证：（i ） PAP 平面DEF 错误！未找到引用源 平面BDE 平面ABC 错误味找到引用源。
. 90°,又BC i AC ,过C i 作C i H 丄底面 ABC 垂足若棱AB 上存在点P,使得D i P PC ,则棱AD 长 与的位置关系是（B ）Z —Bi/"D--------------------------1D i证明：⑴因为D , E 分别为棱PC , AC 的中点, 所以DE // PA. 又因为 PA ? 平面 DEF , DE 平面DEF , 所以直线PA //平面DEF.(2) 因为 D , E , F 分别为棱 PC , AC , AB 的中点，PA = 6, BC = 8,所以 DE // PA , DE = 1 1PA = 3, EF = BC = 4. 2 2又因 DF = 5,故 DF 2= DE 2 + EF 2, 所以/ DEF = 90° 即 DE 丄 EF.又 PA 丄 AC , DE // PA ,所以 DE 丄 AC.因为AS EF = E , AC 平面ABC , EF 平面 ABC ,所以DE 丄平面 ABC. 又DE 平面BDE ,所以平面 BDE 丄平面 ABC.2. (2014,北京卷，文科)如图，在三棱柱 ABC Ai B 1C 1中，侧棱垂直于 底面，AB BC , AA 1 AC 2 , E 、F 分别为AG 、BC 的中点.(1)求证：平面 ABE 平面B 1BCC 1 ； (2)求证：GF//平面ABE .证明：(1)在三棱柱ABC ABG 中，BB 1 底面 ABC, BB 1 AB, AB BC, AB 平面 B 1BCC 1, Q AB 平面ABE, 平面ABE 平面 耳BCC 1.⑵取AB 的中点G ,连接EG , FG1Q E 、F 分别为 AG 、BC 的中点,FGPAC,FG AC ,2ABC 所在平面外的一点，且 PA 平面ABC ，平面PAC AC .分析：已知条件是线面垂直和面面垂直， 要证明两条直线垂直， 应将两条直线中的一条 纳入一个平面中，使另一条直线与该平面垂直，即从线面垂直得到线线垂直.Q AC PA 1C 1, AC AC 1? FG PEG , FG EC 1,则四边形FGE6为平行四边形,C 1F PEG,Q EG平面ABEQF平面ABE, C 1F P 平面ABE .3.如图，P 是PBC •求证BC平面证明：在平面PAC内作AD PC，交PC于D .因为平面PAC 平面PBC于PC , AD 平面PAC，且AD PC，所以AD 平面PBC •又因为BC 平面PBC，于是有AD BC①•另外PA 平面ABC , BC 平面ABC，所以PA BC •由①②及AD PA A，可知BC 平面PAC •因为AC 平面PAC，所以BC AC •说明：在空间图形中，高一级的垂直关系中蕴含着低一级的垂直关系，通过本题可以看到，面面垂直线面垂直线线垂直.4. 过点S引三条不共面的直线SA、SB、SC，如图，BSC 90 ASC ASB 60，若截取SA SB SC a⑴求证：平面ABC 平面BSC;(2)求S到平面ABC的距离.分析：要证明平面ABC 平面BSC,根据面面垂直的判定定理，须在平面ABC或平面BSC内找到一条与另一个平面垂直的直线.(1)证明：••• SA SB SC a,又ASC ASB 60 ,二ASB和ASC都是等边三角形，AB AC a,取BC的中点H，连结AH , • AH BC •在Rt BSC中，BS CS a,• SH BC , BC、2a• AH 2 AC2CH 2 2 a 辭)(a)22 丄, •SH22 a22222在SHA中，•AH2a SH2—,SA22a,2，2• SA2 SH 2HA2, • AH SH,• AH平面SBC •••• AH 平面ABC , •平面ABC平面BSC或：••• SA AC AB ,•••顶点A在平面BSC内的射影H为BSC的外心, 又BSC为Rt ,• H 在斜边BC上，又BSC为等腰直角三角形，• H为BC的中点，•AH 平面BSC・：AH 平面ABC，•平面ABC 平面BSC •(2)解：由前所证：SH AH , SH BC , • SH 平面ABC ,•SH的长即为点S到平面ABC的距离，SH 些-a ,2 2SB 、SC 、SD 于 E 、F 、G ,求证：AE 丄 SB,AG 丄SD题型二、空间角的问题1.女口图示，在正四棱柱 ABCD ABCD ,中5、如图示, ABCD 为长方形, SA 垂直于ABCD 所在平面，过 A 且垂直于SC 的平面分别交6.在四棱锥P-ABCD 中,侧面PCD 是正三角形，且与底面ABCD 垂直，已知底面是面积为 2 ., 3 的菱形， ADC 60 , M 是PB 中点。
⑴求证：PA CD⑵求证：平面 PAB 平面 CDM7.在多面体 ABCDE 中, AB=BC=AC=AE=1CD=2 AE 面 ABC AE//CD 。
⑴求证：AE//平面BCD⑵求证：平面BED 平面BCD•••点S 到平面ABC 的距离为F G EDMCAAB 1,BB ,3' 1 , E 为BB i 上使B i E 1的点，平面 AEC i 交DD i 于F ,交AD i 的延长线于G ,求：(i )异面直线 AD 与C i G 所成的角的大小 (2)二面角A C I G A 的正弦值MN 的棱MN 上，在面 内引射线 AP ，使AP 与MNBQH 为二面角MN的平面角.2.如图，点A 在锐二面角 MN的大小.分析：首先根据条件作出二面角的平面角， 然后将平面角放入一个可解的三角形中(最好是直角三角形)，通过解三角形使问题得 解. 解：在射线 AP 上取一点 B ，作 BH 连结AH ，则BAH 为射线 AP 与平面所成的角,BAH 30.再作BQMN ，交 MN 于 Q ,连结HQ ，则HQ 为BQ 在平面 内的射影.由三垂线定理的逆定理,HQ MN ,设 BQ a ，在 Rt BAQ 中， BQA 90 , BAM 45 , AB 、2a ,在 Rt △BHQ 中,BHQ 90 ,BQ a,BH 2 a, sin2BQHBQ所成的角N说明：本题综合性较强，在一个图形中出现了两条直线所称的角，斜线与平面所称的角，二面角等空间角，这些空间角都要转化为平面角，而且还要彼此联系相互依存，要根据各个平面角的定义添加适当的辅助线.3.正方体ABCD A1B1C1D1的棱长为1 ,P是AD的中点•求二面角A BD, P的大小.分析：求二面角关键是确定它的平面角，按定义在二面角的棱上任取了点，在二个半平面上分别作棱的垂线，方法虽简便，但因与其他条件没有联系，要求这个平面角一般是很不容易的，所以在解题中不大应用•在解题中应用得较多的是“三垂线定理”的方法，如图考虑到AB 垂直于平面AD, , BD,在平面AD, 上的射影就是AD, •再过P作AD,的垂线PF ,则PF 面ABD,，过F作D,B的垂线FE , PEF即为所求二面角的平面角了.• PEF 30 .4.PA垂直于矩形ABCD所在平面，M、E、N分别是AB、CD和PC的中点,BQH是锐角, BQH 45 ,即二面角MN 等于45 .解：过P作BD i及AD,的垂线，垂足分别是E、F，连结EF .•/ AB 面AD, , PF面AD,,又••• PEPF，又PF AD,, • PF 面ABD,.BDi , •PEF为所求二面角的平面角.••• Rt AD,D s PFA ,PFDD,APAD,而AP - , DD,,,2AD, 2 PF在PBD,中，PD, BD, ,• BE -BD2在Rt PEB 中，PE -PB2 BE2-，在Rt PEF 中，sin2PEFPFPE(1)求证：MN //平面PAD(2)若二面角P—DC —A为—，求证：平面MND丄平面PDC45•已知正方体中ABCD A i BQ i D i , E为棱CC i上的动点，(1)求证：A i E丄BD (2) 当E恰为棱CC i的中点时，求证：平面ABD丄平面EBD(3)在棱CC i上是否存在一个点E，可以使二面角A-i BD E的大小为45°?如果存在，试确定E 在棱CC i上的位置；如果不存在，请说明理由。
ABCD的边长为2，中心为0。
设PA 平面ABCD EC//PA,且PA=2问2•已知△ ABC中, BCD 90：BCCDAC 、AD上的动点,AFAD(1)(2)且圧AC为何值，总有平面求证：不论当为何值时，平面BEF丄平面(01,AB丄平面BCD , ADB 60°,E、F分别是1)BEF丄平面ABCACD?题型三、探索性、开放型问题1.如图，已知正方形当CE为多少时，PO 平面BED。