立體幾何與直線平行與垂直

2022-10-08 14:48:04 字數 2864 閱讀 6191

三、解答題

10.如圖所示,在正方體abcd—a1b1c1d1中,e、f分別是稜b1c1、b1b的中點.

求證:cf⊥平面eab.

11.如圖所示,在四稜錐p—abcd中,底面abcd是矩形,側稜pa垂直於底面,e、f分別是ab,pc的中點,pa=ad.

求證:(1)cd⊥pd;

(2)ef⊥平面pcd.

能力提公升

12.如圖所示,在正方體abcd-a1b1c1d1中,p為dd1的中點,o為abcd的中心,求證b1o⊥平面pac.

13.如圖所示,△abc中,∠abc=90°,sa⊥平面abc,過點a向sc和sb引垂線,垂足分別是p、q,求證:(1)aq⊥平面sbc;

(2)pq⊥sc.

1.運用化歸思想,將直線與平面垂直的判定轉化為直線與平面內兩條相交直線的判定,而同時還由此得到直線與直線垂直.即「線線垂直線面垂直」.

2.直線和平面垂直的判定方法

(1)利用線面垂直的定義.

(2)利用線面垂直的判定定理.

(3)利用下面兩個結論:

①若a∥b,a⊥α,則b⊥α;

②若α∥β,a⊥α,則a⊥β.

3.線線垂直的判定方法

(1)異面直線所成的角是90°.

(2)線面垂直,則線線垂直.

三、解答題

10.如圖所示,在正方體abcd—a1b1c1d1中,m是ab上一點,n是a1c的中點,mn⊥平面a1dc.

求證:(1)mn∥ad1;

(2)m是ab的中點.

11.如圖所示,設三角形abc的三個頂點在平面α的同側,aa′⊥α於a′,bb′⊥α於b′,cc′⊥α於c′,g、g′分別是△abc和△a′b′c′的重心,求證:gg′⊥α.

能力提公升

12.如圖,△abc為正三角形,ec⊥平面abc,db⊥平面abc,ce=ca=2bd,m是ea的中點,n是ec的中點,

求證:平面dmn∥平面abc.

13.如圖所示,在直三稜柱abc-a1b1c1中,ac⊥bc,ac=bc=cc1,m,n分別是a1b,b1c1的中點.

(1)求證:mn⊥平面a1bc;

(2)求直線bc1和平面a1bc所成的角的大小.

1.直線和平面垂直的性質定理可以作為兩條直線平行的判定定理,可以併入平行推導鏈中,實現平行與垂直的相互轉化,即線線垂直線面垂直線線平行線面平行.

2.「垂直於同一平面的兩條直線互相平行」、「垂直於同一直線的兩個平面互相平行」都是真命題.但「垂直於同一直線的兩條直線互相平行」、「垂直於同一平面的兩個平面互相平行」都是假命題.

10.如圖所示,在空間四邊形abcd中,ab=bc,cd=da,e、f、g分別為cd、da和對角線ac的中點.

求證:平面bef⊥平面bgd.

11.如圖所示,四稜錐p—abcd的底面abcd是邊長為1的菱形,∠bcd=60°,e是cd的中點,pa⊥底面abcd,pa=.

(1)證明:平面pbe⊥平面pab;

(2)求二面角a—be—p的大小.

能力提公升

12.如圖,在直三稜柱abc—a1b1c1中,e、f分別是a1b、a1c的中點,點d在b1c1上,a1d⊥b1c.

求證:(1)ef∥平面abc;

(2)平面a1fd⊥平面bb1c1c.

13.如圖,在三稜錐p—abc中,pa⊥底面abc,pa=ab,∠abc=60°,∠bca=90°,點d、e分別在稜pb、pc上,且de∥bc.

(1)求證:bc⊥ 平面pac.

(2)是否存在點e使得二面角a—de—p為直二面角?並說明理由.

1.證明兩個平面垂直的主要途徑

(1)利用面面垂直的定義,即如果兩個相交平面的交線與第三個平面垂直,又這兩個平面與第三個平面相交所得的兩條交線互相垂直,就稱這兩個平面互相垂直.

(2)面面垂直的判定定理,即如果乙個平面經過另乙個平面的一條垂線,那麼這兩個平面互相垂直.

2.利用面面垂直的判定定理證明面面垂直時的一般方法:先從現有的直線中尋找平面的垂線,若圖中存在這樣的直線,則可通過線面垂直來證明面面垂直;若圖中不存在這樣的直線,則可通過作輔助線來解決,而作輔助線則應有理論依據並有利於證明,不能隨意新增.

3.證明兩個平面垂直,通常是通過證明線線垂直→線面垂直→面面垂直來實現的,因此,在關於垂直問題的論證中要注意線線垂直、線面垂直、面面垂直的相互轉化.每一垂直的判定都是從某一垂直開始轉向另一垂直,最終達到目的的.

三、解答題

10.如圖,在三稜錐p-abc中,pa⊥平面abc,平面pab⊥平面pbc.

求證:bc⊥ab.

11.如圖所示,p是四邊形abcd所在平面外的一點,四邊形abcd是∠dab=60°且邊長為a的菱形.側面pad為正三角形,其所在平面垂直於底面abcd.

(1)若g為ad邊的中點,求證:bg⊥平面pad;

(2)求證:ad⊥pb.

能力提公升

12.如圖所示,四稜錐p—abcd的底面是邊長為a的菱形,∠bcd=120°,平面pcd⊥平面abcd,pc=a,pd=a,e為pa的中點.求證:平面edb⊥平面abcd.

13.如圖所示,在多面體p—abcd中,平面pad⊥平面abcd,ab∥dc,△pad是等邊三角形,已知bd=2ad=8,ab=2dc=4.

(1)設m是pc上的一點,

求證:平面mbd⊥平面pad;

(2)求四稜錐p—abcd的體積.

1.面面垂直的性質定理是判斷線面垂直的又一重要定理,應用時應注意:

(1)兩平面垂直;(2)直線必須在乙個平面內;

(3)直線垂直於交線.

2.此定理另一應用:由一點向乙個平面引垂線,確定垂足位置是求幾何體高的依據.

3.1.1 傾斜角與斜率

【課時目標】 1.理解直線的傾斜角和斜率的概念.2.掌握求直線斜率的兩種方法.3.了解在平面直角座標系中確定一條直線的幾何要素.

1.傾斜角與斜率的概念

2.傾斜角與斜率的對應關係

立體幾何平行與垂直證明

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