人教版高数必修二第6讲空间中的垂直的关系.docxVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 12 空间中的垂直关系 __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 理解空间中三种垂直关系的定义； 掌握空间中三种垂直关系判定及性质； 用空间中三种垂直关系的定义、判定及性质解决垂直问题． 一、直线与平面垂直 1.如果两条直线相交于一点或经过平移后相交于一点，并且交角为直角，则称这两条直线互垂直． 2.如果一条直线(AB)和一个平面(α)相交于点O，并且和这个平面内过点O的任何直线都垂直，我们就说这条直线和这个平面互相垂直，记作AB⊥α，直线叫做平面的垂线，平面叫做直线的垂面，交点叫做垂足．垂线上任一点到垂足间的线段，叫做这点到这个平面的垂线段．垂线段的长度叫做这点到平面的距离 3.直线和平面垂直的判定 4.(1)判定定理：如果一条直线和一个平面内的任何两条相交直线都垂直，那么这条直线垂直于这个平面． 符号语言：l⊥a，l⊥b，a∩b＝A，a?α，b?α?l⊥α， 如图： (2)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个平面． 符号语言：a∥b，a⊥α ?b⊥α， 如图： 5．直线与平面垂直的性质 (1)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． 符号语言：a⊥α，b⊥α ?a∥b， 如图： (2)一条直线垂直于一个平面，它就和平面内的任意一条直线垂直． 符号语言：a⊥α，b?α?a⊥b， 如图： 6．设P是三角形ABC所在平面α外一点，O是P在α内的射影 (1)若PA＝PB＝PC，则O为△ABC的外心．特别地当∠C＝90°时，O为斜边AB中点． (2)若PA、PB、PC两两垂直，则O为△ABC的垂心． (3)若P到△ABC三边距离相等，则O为△ABC的内心． 7．(1)过一点有且只有一条直线与已知平面垂直． (2)过一点有且只有一个平面与已知直线垂直． 直线和平面平行 1．平面与平面垂直的定义： 如果两个相交平面的交线与第三个平面垂直，又这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直，就称这两个平面互相垂直．平面α、β互相垂直，记作α⊥β. 2．两个平面垂直的判定定理： 如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直． 符号表示：a⊥α，a?β ?α⊥β， 如图： 3．两个平面垂直的性质定理：如果两个平面垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线，垂直于另一个平面． 符号表示：α⊥β，α∩β＝CD，BA?α，BA⊥CD，B为垂足?BA⊥β， 如图： 推论：如果两个平面垂直，那么过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线，在第一个平面内． 类型一 线面垂直 例1：如图，直角△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. 解析：由于D是AC中点，SA＝SC，∴SD是△SAC的高，连接BD，可证△SDB≌△SDA.由AB＝BC，则Rt△ABC是等腰直角三角形，则BD⊥AC，利用线面垂直的判定定理即可得证． 答案：(1)∵SA＝SC，D为AC的中点， ∴SD⊥AC. 在Rt△ABC中，连接BD， 则AD＝DC＝BD，又∵SB＝SA，SD＝SD， ∴△ADS≌△BDS. ∴SD⊥BD.又AC∩BD＝D， ∴SD⊥面ABC. (2)∵BA＝BC，D为AC中点，∴BD⊥AC. 又由(1)知SD⊥面ABC，∴SD⊥BD. 于是BD垂直于平面SAC内的两条相交直线， ∴BD⊥平面SAC. 练习1：((2014·河南南阳一中高一月考)如图所示，在四棱锥P－ABCD中， 底面ABCD是矩形，侧棱PA⊥平面ABCD，E、F分别是AB、PC的中点， PA＝AD.求证：EF⊥平面PCD. 答案：如图，取PD的中点H，连接AH、HF. ∴FHeq \f(1,2)CD， ∴FHAE，∴四边形AEFH是平行四边形，∴AH∥EF. ∵底面ABCD是矩形，∴CD⊥AD. 又∵PA⊥底面ABCD， ∴PA⊥CD，PA∩AD＝A， ∴CD⊥平面PAD. 又∵AH?平面PAD，∴CD⊥AH. 又∵PA＝AD，∴AH⊥PD，PD∩CD＝D， ∴AH⊥平面PCD， 又∵AH∥EF，∴EF⊥平面PCD. 练习2：如右图，在正方体中，为的中点，为的中心， 求证：平面 答案：连结, 由正方体的性质可知，,且 ∴面 又