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忆 一 忆 知 识 要 点. 1. 直线与平面垂直 (1) 判定直线和平面垂直的方法 ①定义法 ②利用判定定理 : 一条直线和一个平面内的两条 _____ 直线都垂直 , 则该直线和此平面垂直 . ③ 推论:如果在两条平行直线中,有一条垂直于 一个平面,那么另一条直线也 _____ 这个平面. (2) 直线和平面垂直的性质 ①直线垂直于平面,则垂直于平面内 _____ 直线. ②垂直于同一个平面的两条直线 ______ . ③垂直于同一直线的两平面 _______ .. 相交. 垂直. 任意.
E N D
忆 一 忆 知 识 要 点 1.直线与平面垂直 (1)判定直线和平面垂直的方法 ①定义法 ②利用判定定理:一条直线和一个平面内的两条 _____直线都垂直,则该直线和此平面垂直. ③推论:如果在两条平行直线中,有一条垂直于 一个平面,那么另一条直线也_____这个平面. (2)直线和平面垂直的性质 ①直线垂直于平面,则垂直于平面内_____直线. ②垂直于同一个平面的两条直线______. ③垂直于同一直线的两平面_______. 相交 垂直 任意 平行 平行
忆 一 忆 知 识 要 点 2.平面与平面垂直 (1)平面与平面垂直的判定方法 ①定义法 ②利用判定定理:一个平面过另一个平面的___________,则这两个平面垂直. (2)平面与平面垂直的性质 两平面垂直,则一个平面内垂直于______的直线垂直于另一个平面. 两个平面所成的二面角为直二面角,则称这两个平面互相垂直 一条垂线 交线
无数 (1)中 (2)外 (3)垂 ①④ C
直线与平面垂直的判定与性质 【例1】如图所示,在四棱锥P—ABCD中,PA⊥底面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⊥底面ABCD, CD⊂平面ABCD ∴PA⊥CD 又∵AC⊥CD, PA∩AC=A ∴CD⊥平面PAC又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.
证明:(2)PD⊥ABE平面 (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 又PD⊂平面PCD,∴AE⊥PD ∵PA⊥底面ABCD,∴PA⊥AB 又∵AB⊥AD且PA∩AD=A ∴AB⊥平面PAD又PD⊂平面PAD ∴AB⊥PD又∵AB∩AE=A ∴PD⊥平面ABE
如图所示,P是四边形ABCD所在平面外的一点,四边形ABCD是∠DAB=60°且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD.如图所示,P是四边形ABCD所在平面外的一点,四边形ABCD是∠DAB=60°且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD. 证明:连结PG,BD, ∵△PAD为正三角形,G是AD的中点, ∴PG⊥AD. 又平面PAD⊥平面ABCD, ∴PG⊥平面ABCD. ∴PG⊥BG. 又∵四边形ABCD是菱形且∠DAB=60°, ∴△ABD是正三角形.∴BG⊥AD. 又AD∩PG=G,∴BG⊥平面PAD.
平面与平面垂直的判定与性质 【例2】如图所示,△ABC为正三角形, EC⊥平面ABC,BD∥CE,EC=CA=2BD,M是EA的中点. 求证: (1)DE=DA; (2)平面BDM⊥平面ECA. 证明:(1)如图, 取EC中点F, 连结DF. ∵EC⊥平面ABC,BD∥CE, ∴DB⊥平面ABC.∴DB⊥AB. ∵BD∥CE,BD= CE=FC, ∴四边形FCBD是矩形,∴DF⊥EC. 又BA=BC=DF, ∴Rt△DEF≌Rt△ADB,∴DE=DA.
(2011·江苏) 如图, 在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°, E, F分别是AP,AD的中点. 求证:(1)直线EF∥平面PCD; (2)平面BEF⊥平面PAD. 证明:(1)如图,在△PAD中, 因为E,F分别为AP, AD的中点, 所以EF//PD. 又因为EF⊄平面PCD,PD⊂平面PCD, 所以直线EF∥平面PCD.
(2)连结BD. ∵AB=AD,∠BAD=60° ∴△ABD为正三角形 ∵F是AD的中点 ∴BF⊥AD 又∵平面PAD⊥平面ABCD BF⊂平面ABCD 平面PAD∩平面ABCD=AD ∴BF⊥平面PAD 又∵BF⊂平面BEF ∴平面BEF⊥平面PAD
【例3】如图所示,在四棱锥P—ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD, AB∥DC, △PAD是等边三角形,已知BD=2AD=8, AB=2DC= . (1)设M是PC上的一点,求证:平面MBD⊥平面PAD; (2)求四棱锥P—ABCD的体积. (1)证明: 在△ABD中 ∵AD=4, BD=8, AB=4 ∴AD2+BD2=AB2 ∴AD⊥BD 又∵平面PAD⊥平面ABCD 平面PAD∩平面ABCD=AD BD⊂平面ABCD ∴BD⊥平面PAD 又BD⊂平面BDM ∴平面MBD⊥平面PAD
线面、面面垂直的综合应用 【例3】如图所示,在四棱锥P—ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD, AB∥DC, △PAD是等边三角形,已知BD=2AD=8, AB=2DC= . (1)设M是PC上的一点,求证:平面MBD⊥平面PAD; (2)求四棱锥P—ABCD的体积. 当两个平面垂直时,常作的辅助线是在其中一个面内作交线的垂线,把面面垂直转化为线面垂直,进而可以证明线线垂直.
(2011·辽宁)如图,四边形ABCD为正方形,QA⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB= PD. (1)证明:PQ⊥平面DCQ; (1)证明:由条件知四边形PDAQ为直角梯形 ∵QA⊥平面ABCD,QA⊂平面PDAQ 又平面PDAQ⊥平面ABCD,交线为AD ∴QA⊥DC 又四边形ABCD为正方形, DC⊥AD ∴DC⊥平面PDAQ ∴PQ⊥DC 在直角梯形PDAQ中 可得DQ=PQ= PD 则PQ⊥QD. 又DQ∩DC=D ∴PQ⊥平面DCQ
A组专项基础训练题组 一、选择题 二、填空题 4.可填①③④⇒②与②③④⇒①中的一个
三、解答题 8. 如图,已知PA垂直于矩形ABCD所在平面, M, N分别是AB, PC的中点,若∠PDA=45°, 求证:MN⊥平面PCD.
B组 专项能力提升题组 一、选择题 二、填空题 6. ②③
三、解答题 7. 如图所示,在三棱锥P—ABC中, △PAB是等边三角形,∠PAC=∠PBC=90°. (1)证明:AB⊥PC; (2)若PC=4,且平面PAC⊥平面PBC, 求三棱锥P—ABC的体积. (1)证明:由PA=PB,∠PAC=∠PBC=90°, 且PC为△PAC与△PBC的公共边 则△PAC≌△PBC ∴AC=BC 取AB中点D,连结PD,CD ∴PD⊥AB,CD⊥AB ∴AB⊥平面PDC ∴AB⊥PC
三、解答题 7. 如图所示,在三棱锥P—ABC中, △PAB是等边三角形,∠PAC=∠PBC=90°. (1)证明:AB⊥PC; (2)若PC=4,且平面PAC⊥平面PBC, 求三棱锥P—ABC的体积.