高中数学——面面垂直的性质
E
α, α,
A
α
B
D
面面垂直的性质定理
如果两个平面垂直,那么在一个平面内垂 如果两个平面垂直 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
α⊥β α I β = l ⇒ AB ⊥ β AB ⊂ α AB ⊥ l
面面垂直 线面垂直 线线垂直 α β A
B
l
面面垂直的性质:如果两个平面互相垂直, 面面垂直的性质:如果两个平面互相垂直, 求证: 如果两个平面互相垂直, 例1. 求证 如果两个平面互相垂直,那么经过第一个 那么经过第一个平面内的一点垂直于第二 , 平面内的一点垂直于第二个平面的直线, 平面内的一点垂直于第二个平面的直线 个平面的直线, 在第一的平面内. 个平面的直线, 在第一的平面内. 在第一的平面内. 在第一的平面内. 已知: 已知:α⊥ β , P ∈α , P∈ a, a⊥ β. 求证: ⊂ 求证: a
A
P B Q C
D
练习 2:如图,将一副三角板拼成直二面角 A-BC-D,其 中∠BAC=90°,AB=AC,∠BCD=90°,∠CBD=30°, A (1)求证:平面 BAD⊥平面 CAD; (2)若 CD=2,求 C 到平面 BAD 的距离。
证明:( ) 平面ABC⊥平面 证明:(1)∵平面 :( ⊥平面DBC 又DC⊥BC ∴DC⊥平面 ⊥ ⊥平面ABC B 在面ABC内 ∴DC⊥AB ∵AB在面 在面 内 ⊥ AC∩CD=C, AC,AD在面 在面ACD内 D 又AB⊥AC, ⊥ , , , 在面 内 在平面ABD, ∵AB⊥平面 ⊥平面ACD 而AB在平面 在平面 , 平面ABD⊥平面 ∴平面 ⊥平面CAD 于点E 平面ABD⊥平面 (2)过C作CE⊥AD于点 ∵平面 ) 作 ⊥ 于点 ⊥平面CAD ∴CE⊥平面 ⊥平面CAD
6 15 AC ⋅ CD 10 a, AD = ∴ a,CE = = a 3 AD 5 10 3 到平面BAD的距离为 5 a 即C到平面 到平面 的距离为 设AC = a,则CD =
E
C
练习 3:如图,矩形 ABCD 中,已知 AB=2AD,E 为 AB 的中点,将⊿AED 沿 DE 折起,使 AB=AC, 求证:平面 ADE⊥平面 BCDE
的直径, 上的动点, 例2、如图4,AB是⊙O的直径,点C是⊙O上的动点,过动点 如图4 AB是 的直径 上的动点 的直线VC垂直于⊙ 所在平面 VC垂直于 所在平面, 分别是VA VC的中点 VA、 的中点, C的直线VC垂直于⊙O所在平面,D、E分别是VA、VC的中点, DE与平面VBC有什么关系 试说明理由. 与平面VBC有什么关系? 直线 DE与平面VBC有什么关系?试说明理由.
练习.在互相垂直的两个平面中, 练习.在互相垂直的两个平面中,下列命题中正 [ ] 确命题的个数为 ①一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面内 的任意一条直线; 的任意一条直线; ②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面内 的无数多条直线; 的无数多条直线; ③一个平面内的任意一条直线必垂直于另一个平 面; ④过一个平面内任意点作交线的垂线,则此垂线 过一个平面内任意点作交线的垂线, 必垂直于另一个平面. 必垂直于另一个平面. A.3 B.2 C.1 D.0 . . . .
例3、如果两个相交平面都垂直于第三个平面,那么它 、如果两个相交平面都垂直于第三个平面, 们的交线垂直于第三个平面。 们的交线垂直于第三个平面。 已知: ⊥γ ⊥γ, ⊥γ, 已知: α⊥γ,β ⊥γ,α ∩ β=l 求证: 求证:l ⊥γ α lB β
γ
A
E
解(1)∵平面AED⊥平面ABCD 又CD⊥AD ∴CD⊥平面AED ∵AE在平面AED内 ∴CD⊥EA
D C
A
M
B
2)过E作EM⊥AD于点M,连MC ∵平面AED⊥平面ABCD ∴EM⊥平面ABCD ∴∠AMC即为直线EC与平面ABCD所成的角
四、课堂小结 1、两个平面垂直的性质定理
2、“转化思想”
面面关系
面面平行
线面关系
线面平行
线线关系
线线平行
面面垂直
线面垂直
线线垂直
练 习 1:如 图 ,平 面 ABD⊥ 平 面 BCD,且 ⊿ ABD 是 等 腰 直 角 三 角 形 , ∠ BAD=90° ,⊿ BCD 是 等 边 三 角 形 , 求 二 面 角 A-CD-B 的 大 小
A D C D A E B M E N B C
练习4 在正方体 练习4 在正方体ABCD—A1B1C1D1中,
(1) 求证:平面 1C⊥平面 1D 求证:平面A ⊥平面B (2) 若E、F分别是 、BC的中点, 分别是AB、 的中点 的中点, 、 分别是 求证: 平面A 求证: 平面 1C1FE⊥平面 1D ⊥平面B (3) 若G是BB1的中点 是 求证:平面 求证:平面A1C1G⊥平面 1D ⊥平面B
(2)利用判定定理[线面垂直 利用判定定理[
面面垂直] 面面垂直]
想一想
如果两个平面垂直, 如果两个平面垂直,那么一个平面内的直线 是否一定垂直于另一个平面? 是否一定垂直于另一个平面? α α
β
β
你得到了什么? 你得到了什么?
面面垂直的性质定理: 面面垂直的性质定理:
如果两个平面相互垂直, 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. 们交线的直线垂直于另一个平面 ∩ AB 已知:平面α⊥平面β β=CD, 已知:平面α⊥平面β,α ∩ β=CD, α⊥平面 AB⊥CD. 求证:AB⊥β 求证: 证明:在平面β内过B点作BE⊥CD 证明:在平面β内过B点作BE⊥CD, BE⊥CD, AB⊥CD, 又∵AB⊥CD, C ∴∠ABE就是二面角 ∴∠ABE就是二面角 CD—β的平面角, α—CD β的平面角, β CD 。 ∴∠ABE=90 即AB⊥BE 又∵CD∩BE=B, CD∩BE=B, ∴AB⊥ β.
D1 A1 F A E B G G G G C1 B1 D C
α
•P
α.
α
b ac
•P
β 证明:设 过点P在平面 证明 设α I β = c,过点 在平面 β 内作直线 b⊥ c, 则 b⊥ β. 因为经过一点只能有一条直线与β 垂直, 所以直线 a与 b 垂直
b
ac
重合. 重合
∴a ⊂ α.
两个平面垂直的性质
[两个平面垂直的性质定理 两个平面垂直的性质定理1] 两个平面垂直的性质定理 如果两个平面垂直, 如果两个平面垂直,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. 交线的直线垂直于另一个平面. [两个平面垂直的性质定理 两个平面垂直的性质定理2] 两个平面垂直的性质定理 如果两个平面垂直, 如果两个平面垂直,那么经过第一个平面的一点 垂直于第二个平面的直线,在第一个平面内. 垂直于第二个平面的直线,在第一个平面内.
两个平面垂直的性质
面面垂直的判定定理 如果一个平面经过另一个平面的一 条垂线, 条垂线,那么这两个平面互相垂直
符号表示: 符号表示:
l ⊥α ⇒α ⊥ β l ⊂ β
α A
β
l
B C D
线线垂直
线面垂直
面面垂直
两个平面垂直的判定: 两个平面垂直的判定:
(1)利用定义[作出二面角的平面角,证明平面角是直角] 利用定义[作出二面角的平面角,证明平面角是直角]