立体几何证明垂直专项含练习题及答案

立体几何证明------垂直

一.复习引入

1.空间两条直线的位置关系有：_________,_________,_________三种。

2.（公理4）平行于同一条直线的两条直线互相_________.

3.直线与平面的位置关系有_____________,_____________,_____________三种。

4.直线与平面平行判定定理:如果_________的一条直线和这个平面内的一条直线平行，

那么这条直线和这个平面平行

5.直线与平面平行性质定理：如果一条直线和一个平面平行，经过这条直线的平面和这

个平面相交，那么_________________________.

6.两个平面的位置关系:_________,_________.

7.判定定理1：如果一个平面内有_____________直线都平行于另一个平面，那么这两

个平面平行.

8.线面垂直性质定理：垂直于同一条直线的两个平面________.

9.如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的________平行.

10.如果两个平面平行，那么其中一个平面内的所有直线都_____于另一个平面. 二．知识点梳理

知识点一、直线和平面垂直的定义与判定

定义判定

语言描述如果直线l和平面α内的任意一条

直线都垂直，我们就说直线l与平面

互相垂直，记作l⊥α一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直，则这条直线与该平面垂直.

图形

条件b为平面α内的任一直线，而l对这

一直线总有l⊥αl⊥m，l⊥n，m∩n＝B，mα，nα

结论l⊥αl⊥α

要点诠释：定义中“平面内的任意一条直线”就是指“平面内的所有直线”，这与“无数条直线”

不同（线线垂直线面垂直）

性质

语言描述一条直线垂直于一个平面，那么这条

直线垂直于这个平面内的所有直线

垂直于同一个平面的两条直线平行.

图形

条件

结论

知识点三、二面角

Ⅰ.二面角：从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫二面角（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 －－）

二面角的平面角的三个特征:

ⅰ.

点在棱上 ⅱ. 线在面内 ⅲ.

与棱垂直

Ⅱ.二面角的平面角：在二面角αβ－l －的棱l 上任取一点O ，以点O 为垂足，在半平面,αβ内分别作垂直于棱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. 作用：衡量二面角的大小；范围：000180θ<<.

知识点四、平面和平面垂直的定义和判定

定义 判定 文字描述 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.

一个平面过另一个平面的垂线，则这

两个平面垂直 图形

结果 α∩β=l α-l-β=90o α⊥β

三．常用证明垂直的方法

立体几何中证明线面垂直或面面垂直都可转化为线线垂直，而证明线线垂直一般有以下的一些方法：

（1）

通过“平移”。

（2） 利用等腰三角形底边上的中线的性质。 （3） 利用勾股定理。

（4） 利用直径所对的圆周角是直角

(1) 通过“平移”,根据若则a //b,且b⊥平面α,a⊥平面α

1．在四棱锥P-ABCD 中，△PBC 为正三角形，AB ⊥平面PBC ，AB ∥CD ，AB=2

1

DC ，中点为PD E . 求证：AE ⊥平面PDC.

2．如图，四棱锥P －ABCD 的底面是正方形，PA ⊥底面ABCD ， ∠PDA=45°，点E 为棱AB 的中点．求证：平面PCE ⊥平面PCD ；

（2）利用等腰三角形底边上的中线的性质

3、在三棱锥P ABC -中，2AC BC ==，90ACB ∠=，AP BP AB ==，PC AC ⊥． （Ⅰ）求证：PC AB ⊥；

（第2题

P

（3）利用勾股定理

4.如图，四棱锥P ABCD

-的底面是边长为1

的正方形，,1,

PA CD PA PD

⊥==

求证:PA⊥平面ABCD；

（4）利用直径所对的圆周角是直角

5、如图，AB是圆O的直径，C是圆周上一点，PA⊥平面ABC.（1）求证：平面PAC⊥平面PBC；

_D

_C

_B

_A

_P

A

P

课堂及课后练习题：

1.判断下列命题是否正确，对的打“√”，错误的打“×”。 （1）垂直于同一直线的两个平面互相平行 （ ） （2）垂直于同一平面的两条直线互相平行 （ ）

（3）一条直线在平面内，另一条直线与这个平面垂直，则这两条直线垂直（ ）

2.已知直线

a,b

和平面α

，且,,a b a α⊥⊥则

b

与α

的位置关系是

________________________________________________.

3.如图所示，在四棱锥P ABCD -中，AB PAD ⊥平面,//AB CD ,PD AD =,E 是PB 的中点，F 是CD 上的点，且1

2

DF AB =

,PH 为PAD ∆中AD 边上的高。 （1）证明：PH ABCD ⊥平面；

4.如图所示, 四棱锥P -ABCD 底面是直角梯形,,2,BA AD CD AD CD AB PA ⊥⊥=⊥底面ABCD ,

E 为PC 的中点, PA ＝AD 。 证明: BE PDC ⊥平面;