96 直线、平面垂直的判定及其性质.ppt
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1、主页主页直线、平面垂直的判定及其性质直线、平面垂直的判定及其性质主页主页(1)定义:如果直线定义:如果直线l与平面与平面内的内的_ 直线都垂直,则直线直线都垂直,则直线l与此与此平面平面垂直垂直(2)判定定理:一条直线与一个平判定定理:一条直线与一个平面内的两条面内的两条_ 直线都垂直,则该直线都垂直,则该直线与此平面垂直直线与此平面垂直(3)性质定理:垂直于同一个平面性质定理:垂直于同一个平面的两条直线的两条直线_任意一条任意一条相交相交平行平行1直线与平面垂直直线与平面垂直主页主页(1)定义:如果两个平面所成的二面角是定义:如果两个平面所成的二面角是_,就说这两个平面互相垂直,就说这两个平
2、面互相垂直(2)判定定理:一个平面过另一个平面的判定定理:一个平面过另一个平面的_,则这两个平面垂直,则这两个平面垂直(3)性质定理:两个平面垂直,则一个平面内性质定理:两个平面垂直,则一个平面内_的直线与另一个平面垂直的直线与另一个平面垂直直二面角直二面角垂直于交线垂直于交线垂线垂线2平面与平面垂直平面与平面垂直主页主页3线面角线面角射影射影锐锐主页主页(1)二面角:从一条直线出发的二面角:从一条直线出发的_所组成的图形叫做二面角所组成的图形叫做二面角(2)二面角的平面角:以二面角的棱上任一点二面角的平面角:以二面角的棱上任一点为端点,在两个半平面内分别作为端点,在两个半平面内分别作_的两的
3、两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角(3)二面角的平面角的范围:二面角的平面角的范围:_.两个半平面两个半平面垂直于棱垂直于棱4二面角的有关概念二面角的有关概念主页主页判定:判定:如果一条直线和一个平面内的两条相交直如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直线都垂直,则称这条直线和这个平面垂直则称这条直线和这个平面垂直.1直线与平面垂直直线与平面垂直主页主页性质性质:垂直于同一个平面的两条直线垂直于同一个平面的两条直线平行平行.1直线与平面垂直直线与平面垂直主页主页判定:判定:如果一个平面经过另一个平面的一条如果一个平面经过另一个平面的一
4、条垂线垂线,则这两个平面互相垂直则这两个平面互相垂直.2平面与平面垂直平面与平面垂直主页主页 【1】如图,在正方体如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,中,则则 A1D与平面与平面ABCD所成的角是所成的角是_;BD1与与平面平面ABCD所成的角的正弦值是所成的角的正弦值是_;A1B与与平面平面A1B1CD所成的角是所成的角是_.ABCDA1B1C1D1ABCDA1B1C1D1O主页主页 【1】如图,在正方体如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,中,则则 A1D与平面与平面ABCD所成的角是所成的角是_;BD1与与平面平面ABCD所成的角的正弦值是所成的角的正弦值是_;A1B与与平
5、面平面A1B1CD所成的角是所成的角是_.ABCDA1B1C1D1ABCDA1B1C1D1O主页主页VBCAD解解:设棱长为设棱长为2,取取VC的中点的中点,连接连接AD,BD.【2】已知正三棱锥已知正三棱锥VABC所有的棱长均相所有的棱长均相等,则二面角等,则二面角AVCB的余弦值为的余弦值为_.主页主页 【4】在正方体在正方体AC1中,中,M、N分别是分别是AA1和和AB的点,的点,若若B1MMN,则,则C1MN=_.N A D C B A1D1B1C1M 90主页主页 【5】如图如图,AB为平面为平面的一条斜线的一条斜线,B为斜为斜足足,AO平面平面,垂足为垂足为O,直线直线BC在平面在
6、平面内内,已已知知ABC=60,OBC=45,则斜线则斜线AB和平面和平面所成的角是所成的角是_.ACODB45设设OB=2,主页主页 【6】在在棱棱长长为为1的的正正方方体体 中中,则则点点A1到平面到平面AB1D1的距离是的距离是_.ACDBA1B1D1C1xyz方法一:坐标法方法一:坐标法主页主页 【6】在在棱棱长长为为1的的正正方方体体 中中,则则点点A1到平面到平面AB1D1的距离是的距离是_.ACDBA1B1D1C1方法二:等体积法方法二:等体积法主页主页 【6】在在棱棱长长为为1的的正正方方体体 中中,则则点点A1到平面到平面AB1D1的距离是的距离是_.ACDBA1B1D1C1
7、xyz方法三:综合法方法三:综合法主页主页直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质【例例1】如图所示,在四棱锥如图所示,在四棱锥PABCD中,中,PA底面底面ABCD,ABAD,ACCD,ABC60,PAABBC,E是是PC的中点的中点证明:证明:(1)CDAE;(2)PD平面平面ABE.证明证明:(1)由四棱锥由四棱锥PABCD中中,PA底面底面ABCD,CD平面平面ABCD,PACD.ACCD,PAACA,CD平面平面PAC.而而AE平面平面PAC,CDAE.主页主页而而PD平面平面PCD,AEPD.PA底面底面ABCD,PA
8、AB.又又ABAD且且PAADA,AB平面平面PAD,而而PD平面平面PAD,ABPD.又又ABAEA,PD平面平面ABE.直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质(2)由由PAABBC,ABC60,可得可得ACPA.E是是PC的中点的中点,AEPC.由由(1),知,知AECD,且且PCCDC,AE平面平面PCD.主页主页 如如图图所所示示,P是是四四边边形形ABCD所所在在平平面面外外的的一一点点,四四边边形形ABCD是是DAB60且且边边长长为为a的的菱菱形形,侧侧面面PAD为为正正三三角角形形,其其所所在在平平面面垂垂直直于
9、于底底面面ABCD.若若G为为AD边边的中点,求证:的中点,求证:BG平面平面PAD.证明证明:连接连接PG,BD,PAD为正三角形,为正三角形,G是是AD的中点的中点,PGAD.又平面又平面PAD平面平面ABCD,PG平面平面ABCD.PGBG.又又四边形四边形ABCD是菱形且是菱形且DAB60,ABD是正三角形是正三角形BGAD.又又ADPGG,BG平面平面PAD.主页主页平面与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质【例例2】如如图图所所示示,ABC为为正正三三角角形形,EC平平面面ABC,BDCE,ECCA2BD,M是是EA的中
10、点的中点.求证求证:(1)DEDA;(2)平面平面BDM平面平面ECA.证明证明:(1)如图如图,取取EC中点中点F,连接连接DF.EC平面平面ABC,BDCE,DB平面平面ABC.DBAB.BDCE,BD CEFC,四边形四边形FCBD是矩形,是矩形,DFEC.又又BABCDF,RtDEF RtADB,DEDA.主页主页 面面面面垂垂直直的的问问题题常常常常转转化化为为线线面面垂垂直直、线线线线垂垂直的问题解决直的问题解决 主页主页证明证明:(1)如图,在如图,在PAD中中,因为因为E,F分别为分别为AP,AD的中点的中点,所以所以EF/PD.又因为又因为EF 平面平面PCD,PD平面平面P
11、CD,所以直线所以直线EF平面平面PCD.(2011江江苏苏)如如图图,在在四四棱棱锥锥PABCD中中,平平面面PAD平平面面ABCD,ABAD,BAD60,E,F分分别别是是AP,AD的中点的中点求证求证:(1)直线直线EF平面平面PCD;(2)平面平面BEF平面平面PAD.主页主页(2)连接连接BD.因为因为ABAD,BAD60,所以所以ABD为正三角形为正三角形因为因为F是是AD的中点,的中点,所以所以BFAD.因为平面因为平面PAD平面平面ABCD,BF平面平面ABCD,平面平面PAD平面平面ABCDAD,所以所以BF平面平面PAD.又因为又因为BF平面平面BEF,所以平面所以平面BE
12、F平面平面PAD.主页主页(1)证明证明:在在ABD中中,AD4,BD8,AB4 ,AD2BD2AB2.ADBD.又又面面PAD面面ABCD,面面PAD面面ABCDAD,BD面面ABCD,BD面面PAD.又又BD面面BDM,面面MBD面面PAD.【例例3】如如图图所所示示,在在四四棱棱锥锥PABCD中中,平平面面PAD平平面面ABCD,ABDC,PAD是是等等边边三三角角形形,已已知知BD2AD8,AB2DC .(1)设设M是是PC上的一点上的一点,求证求证:平面平面MBD平面平面PAD;(2)求四棱锥求四棱锥PABCD的体积的体积主页主页主页主页线面、面面垂直的综合应用线面、面面垂直的综合应
13、用线面、面面垂直的综合应用线面、面面垂直的综合应用 当当两两个个平平面面垂垂直直时时,常常作作的的辅辅助助线线是是在在其其中中一一个个面面内内作作交交线线的的垂垂线线,把把面面面面垂垂直直转转化化为为线线面面垂垂直,进而可以证明线线垂直直,进而可以证明线线垂直【例例3】如如图图所所示示,在在四四棱棱锥锥PABCD中中,平平面面PAD平平面面ABCD,ABDC,PAD是是等等边边三三角角形形,已已知知BD2AD8,AB2DC .(1)设设M是是PC上上的的一一点点,求求证证:平平面面MBD平平面面PAD;(2)求四棱锥求四棱锥PABCD的体积的体积主页主页 (2011辽宁辽宁)如图,四边形如图,
14、四边形ABCD为正方形,为正方形,QA平面平面ABCD,PDQA,QAAB PD.(1)证明:证明:PQ平面平面DCQ;(1)证明证明:由条件知四边形由条件知四边形PDAQ为直角梯形为直角梯形因为因为QA平面平面ABCD,QA平面平面PDAQ,所以平面所以平面PDAQ平面平面ABCD,交线为,交线为AD,所以所以QADC,又四边形又四边形ABCD为正方形为正方形,DCAD,所以所以DC平面平面PDAQ,可得可得PQDC.在直角梯形在直角梯形PDAQ中中,可得可得DQPQ PD,则则PQQD.又又DQDCD,所以所以PQ平面平面DCQ.主页主页 (2)求棱锥求棱锥QABCD的体积与棱锥的体积与棱
15、锥PDCQ的体的体积的比值积的比值主页主页线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法【例例4】(典典例例精精选选)如如图图,在在五五面面体体ABCDEF中中,四四边边形形ADEF是正方形是正方形,FA平面平面ABCD,BCAD,CD1,AD ,BADCDA45.(1)求异面直线求异面直线CE与与AF所成角的余弦值;所成角的余弦值;(2)证明:证明:CD平面平面ABF;(3)求二面角求二面角BEFA的正切值的正切值(1)作出作出(找出找出)异面直线异面直线CE与与AF所成的角所成的角CED.(2)证明证明CDAF、CDAB即可即可(3)作出作出(找出找出)二
16、面角二面角BEFA的平面角的平面角主页主页主页主页主页主页线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法线面角、二面角的求法【例例4】(典典例例精精选选)如如图图,在在五五面面体体ABCDEF中中,四四边边形形ADEF是正方形是正方形,FA平面平面ABCD,BCAD,CD1,AD ,BADCDA45.解解二二面面角角首首先先要要作作出出其其平平面面角角,一一种种重重要要的的方方法法就就是是垂垂线线法法,即即在在二二面面角角的的一一个个半半平平面面内内找找一一点点作作另另一一个个半半平平面面的的垂垂线线,再再过过这这条条垂垂线线的的垂垂足足作作二二面面角角棱棱的的垂垂线线,这这样样
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- 96 直线 平面 垂直 判定 及其 性质
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