1、6.2 垂直关系的性质,第一章 6 垂直关系,学习目标 1.掌握直线与平面垂直，平面与平面垂直的性质定理. 2.能运用性质定理解决一些简单问题. 3.了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互联系.,问题导学,达标检测,题型探究,内容索引,问题导学,知识点一 直线与平面垂直的性质定理,思考 在日常生活中常见到一排排和地面垂直的电线杆.一排电线杆中的每根电线杆都与地面垂直，这些电线杆之间的位置关系是什么？ 答案 平行.,梳理 性质定理,平行,知识点二 平面与平面垂直的性质,思考 黑板所在平面与地面所在平面垂直，你能否在黑板上画一条直线与地面垂直？ 答案 容易发现墙壁与墙壁所在平面
2、的交线与地面垂直，因此只要在黑板上画出一条与这条交线平行的直线，则所画直线必与地面垂直.,梳理 性质定理,垂直,一个平面内,交线,a,al,思考辨析 判断正误 1.若平面平面，任取直线l，则必有l.( ) 2.已知两个平面垂直，过一个平面内任意一点作交线的垂线，则此垂线必垂直于另一个平面.( ),题型探究,例1 如图所示，在正方体A1B1C1D1ABCD中，EF与异面直线AC，A1D都垂直相交.求证：EFBD1.,类型一 线面垂直的性质及应用,证明,证明 如图，连接AB1，B1C，BD，B1D1. DD1平面ABCD，AC平面ABCD， DD1AC. 又ACBD，DD1BDD， AC平面BDD
3、1B1， 又BD1平面BDD1B1， ACBD1. 同理BD1B1C， BD1平面AB1C. EFA1D，且A1DB1C，,EFB1C. 又EFAC，ACB1CC， EF平面AB1C， EFBD1.,反思与感悟 证明线线平行的常用方法 (1)利用线线平行定义：证共面且无公共点. (2)利用三线平行公理：证两线同时平行于第三条直线. (3)利用线面平行的性质定理：把证线线平行转化为证线面平行. (4)利用线面垂直的性质定理：把证线线平行转化为证线面垂直. (5)利用面面平行的性质定理：把证线线平行转化为证面面平行.,跟踪训练1 如图，l，PA，PB，垂足分别为A，B， a，aAB.求证：al.,
4、证明,证明 PA，l， PAl. 同理PBl. PAPBP， l平面PAB. 又PA，a， PAa. aAB，PAABA， a平面PAB. al.,类型二 面面垂直的性质及应用,例2 如图，在三棱锥PABC中，PA平面ABC，平面PAB平面PBC. 求证：BCAB.,证明,证明 如图，在平面PAB内， 作ADPB于点D. 平面PAB平面PBC， 且平面PAB平面PBCPB， AD平面PAB. AD平面PBC. 又BC平面PBC， ADBC. 又PA平面ABC，BC平面ABC， PABC，,又PAADA，PA，AD平面PAB， BC平面PAB. 又AB平面PAB， BCAB.,反思感悟 证明线面
5、垂直，一种方法是利用线面垂直的判定定理，另一种方法是利用面面垂直的性质定理.本题已知面面垂直，故可考虑面面垂直的性质定理.利用面面垂直的性质定理证明线面垂直的问题时，要注意以下三点：(1)两个平面垂直；(2)直线必须在其中一个平面内；(3)直线必须垂直于它们的交线.,跟踪训练2 如图所示，P是四边形ABCD所在平面外的一点，ABCD是DAB60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，G为边AD的中点. 求证：(1)BG平面PAD；,证明,证明 四边形ABCD是菱形且DAB60， ABD是正三角形，又G为AD的中点， BGAD. 又平面PAD平面ABCD，平面PAD
6、平面ABCDAD，BG平面ABCD， BG平面PAD.,(2)ADPB.,证明,证明 由(1)可知BGAD，由题意知PAD为正三角形，G是AD的中点， PGAD.又BGPGG， AD平面PBG， 又PB平面PBG， ADPB.,类型三 垂直关系的综合应用,命题角度1 线线、线面、面面垂直的转化 例3 如图，在四棱锥PABCD中，ABCD，ABAD，CD2AB，平面PAD底面ABCD，PAAD.E和F分别是CD和PC的中点，求证： (1)PA底面ABCD；,证明,证明 PAAD，平面PAD平面ABCD，平面PAD 平面ABCDAD， 由平面和平面垂直的性质定理可得PA平面ABCD.,(2)BE平
7、面PAD；,证明 ABCD，ABAD，CD2AB，E和F分别是CD和PC的中点， 故四边形ABED为平行四边形， 故有BEAD. 又AD平面PAD，BE平面PAD， BE平面PAD.,证明,(3)平面BEF平面PCD.,证明,证明 在平行四边形ABED中， ABAD， 四边形ABED为矩形， BECD. PA平面ABCD， PAAB， 又ABAD，PAADA， AB平面PAD， CD平面PAD，,CDPD. 又E，F分别为CD和PC的中点， EFPD， CDEF. EFBEE，EF，BE平面BEF， CD平面BEF. 又CD平面PCD， 平面BEF平面PCD.,反思与感悟 在空间垂直关系中，线
8、面垂直是核心，已知线面垂直，既可为证明线线垂直提供依据，又可为利用判定定理证明面面垂直作好铺垫.应用面面垂直的性质定理时，一般需作辅助线，基本作法是过其中一个平面内一点作交线的垂线，从而把面面垂直问题转化为线面垂直问题，进而可转化为线线垂直问题.,跟踪训练3 如图，在四面体ABCD中，平面ABC平面BCD，ABAC，DCBC.求证：平面ABD平面ACD.,证明,证明 平面ABC平面BCD， 平面ABC平面BCDBC，在平面ABC内，作AEBC于点E， 如图，则AE平面BCD. 又CD平面BCD， AECD. 又BCCD，AEBCE， AE，BC平面ABC， CD平面ABC， 又AB平面ABC，
9、,ABCD. 又ABAC，ACCDC， AC，CD平面ACD. AB平面ACD.又AB平面ABD， 平面ABD平面ACD.,命题角度2 垂直中的探索性问题 例4 已知在三棱锥ABCD中，BCD90，BCCD1，AB平面BCD，ADB60，E，F分别是AC，AD上的动点，且 (01). (1)求证：不论为何值，总有平面BEF平面ABC；,证明,证明 BCD90， BCCD. AB平面BCD， ABCD. 又ABBCB， CD平面ABC. ， EFCD，,EF平面ABC. 又EF平面BEF， 平面BEF平面ABC. 故不论为何值，总有平面BEF平面ABC.,(2)当为何值时，平面BEF平面ACD?
10、,解答,解 由(1)得EF平面ABC，BE平面ABC， EFBE. 要使平面BEF平面ACD，只需BEAC. BCD90，BCCD1，又AB平面BCD，ADB60，,反思与感悟 解决开放性问题一般先从结论入手，分析得到该结论所需的条件或与其等价的条件，此类型题考查空间想象能力、推理论证能力、分析问题和解决问题的能力.,跟踪训练4 如图所示，在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中，已知DCDD12AD2AB，ADDC，ABDC. (1)求证：D1CAC1；,证明,证明 在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中，连接C1D， DCDD1， 四边形DCC1D1是正方形， DC1D1C. 又ADDC，ADD
11、D1，DCDD1D， AD平面DCC1D1， ADD1C. AD，DC1平面ADC1，且ADDC1D， D1C平面ADC1. AC1平面ADC1， D1CAC1.,(2)设E是DC上一点，试确定E的位置，使D1E平面A1BD，并说明理由.,解答,解 连接AD1，AE，设AD1A1DM，BDAEN，连接MN，平面AD1E平面A1BDMN，需使MND1E. 又M是AD1的中点， N是AE的中点，又易知ABNEDN， ABDE，即E是DC的中点. 综上所述，当E是DC的中点时，可使D1E平面A1BD.,达标检测,答案,1.给出下列说法： 垂直于同一条直线的两个平面互相平行； 垂直于同一个平面的两条直
12、线互相平行； 一条直线在平面内，另一条直线与这个平面垂直，则这两条直线垂直. 其中正确说法的个数是 A.0 B.1 C.2 D.3,1,2,3,4,5,2.平面平面，直线a，则 A.a B.a C.a与相交 D.以上都有可能,1,2,3,4,5,答案,解析 因为a平面，平面平面， 所以直线a与垂直、相交、平行都有可能.,解析,2,3,3.已知直线l平面，直线m平面.有下面四个说法： lm；lm；lm；lm. 其中正确的两个说法是 A. B. C. D.,4,5,1,答案,解析 l，m， lm，故正确； lm，l， m，又m， ，故正确.,解析,4.如图，在三棱锥PABC中，侧面PAC底面ABC
13、，且PAC90，PA1，AB2，则PB_.,答案,2,3,4,5,1,解析 侧面PAC底面ABC，交线为AC， PAC90(即PAAC)， PA平面ABC， PAAB，,解析,5.如图所示，在四棱锥SABCD中，底面ABCD是矩形，侧面SDC底面ABCD，求证：平面SCD平面SBC.,证明,2,3,4,5,1,证明 因为底面ABCD是矩形，所以BCCD. 又平面SDC平面ABCD， 平面SDC平面ABCDCD，BC平面ABCD， 所以BC平面SCD. 又因为BC平面SBC， 所以平面SCD平面SBC.,1.线面垂直的性质定理揭示了空间中“平行”与“垂直”关系的内在联系，提供了“垂直”与“平行”关系相互转化的依据. 2.面面垂直的性质定理揭示了“面面垂直、线面垂直及线线垂直”间的内在联系，体现了数学中的转化与化归思想，其转化关系如下：,规律与方法,