线线垂直、线面垂直、面面垂直的判定和性质
华中农业大学研究生-结婚祝福语短信
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空间中的垂直关系
1.线面垂直
直线与平面垂直的判定定理:如果
,那么这条直
线垂直于这个平面。
推理模式:
直线和平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直
线
。
2.面面垂直
两个平面垂直的定义:相交成
的两个平面叫做互相垂直的平面。
两平面垂直的判定定理:(线面垂直
面面垂直)
如果
,那么这两个平面互相垂直。
推理模式:
两平面垂直的性质定理:(面面垂直
线面垂直)
若两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们的
的直线垂直于另
一个平面。
一般来说,线线垂直或面面垂直都可转化为线面垂
直来分析解决,其关系
判定判定
面面垂直.这三者之间的关系非常密
切,为:线线垂直
线面垂直
性质性质
可以互相转化
,从前面推出后面是判定定理,而从后面推出前面是性质定理.同
学们应当学会灵活应用这些定理证明问
题.在空间图形中,高一级的垂直关系中
蕴含着低一级的垂直关系,下面举例说明.
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例题:1.如图,AB是圆O的直径,C是圆周上一点,PA⊥平面ABC.
(1)求证:平面PAC⊥平面PBC;
(2)若D也是圆周上一点,且与C分居直径AB的
两侧,试写出图中所有互
相垂直的各对平面.
2、如图,棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
的侧面
BCC
1<
br>B
1
是菱形,
B
1
CA
1
B
<
br>证明:平面
AB
1
C
平面
A
1
B
C
1
3、如图所示,在长方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,AB=AD=1,AA
1
=2,M是棱CC1
的中点
(Ⅰ)求异面直线A
1
M和C
1
D
1
所成的角的正切值;
(Ⅱ)证明:平面ABM⊥平面A
1
B
1
M
1
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4、如图,
AB
是圆
O
的直径,
C
是圆周上一点,
PA
平面
A
BC
.若
AE
⊥
PC
,
E
为垂足,
F<
br>是
PB
上任意一点,求证:平面
AEF
⊥平面
PBC
.
5、如图,直三棱柱
ABC
—
A
1
B
1
C
1
中,
AC
=
BC
=1,∠
ACB
=90°,
AA
1
=
2
,
D
是
A
1
B
1
中点.(1)求证
C
1
D
⊥平面
A
1
B
;(2)当点
F
在
BB
1
上什么位置时,会使得
AB
1
⊥平面
C
1
DF
?并证明你的结论
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6、S是△ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC,求证AB⊥BC.
S
A
B
7、在四棱锥中,底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD
证明:AB⊥平面VAD
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V
D
A
B
C
8、如图,平行四边形
ABCD
中,
DAB
60
,
AB2,AD4
,将
CBD
沿
BD
折
起到
EBD
的位置,使平面
ED
B
平面
ABD
.
求证:
ABDE
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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9、如图,在
四棱锥
PABCD
中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、<
br>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
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10、如图,在三棱锥
SABC
中,平面
SAB<
br>平面
SBC
,
ABBC,ASAB
.过
A
作AFSB
,垂足为
F
,点
E,G
分别是棱
SA,SC
的中点。
求证:(1)平面
EFG
平面
ABC
(2)
BCSA
11、如图,在三棱锥
PABC
中,
D,E,F
分别是棱
PC,AC,AB
的中点,已知
PAAC,PA6,BC8,DF5
.
求证:(1)直线
PA
平面
DEF
;
(2)平面
BDE
平面
ABC
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12、如图,在正方形
ABCD
中,
AB
2,BC1,
E
是
CD
的中点,
F
是
AE
的中
点。现在沿
AE
将
ADE
向上折起,在折起的图形中解答下
列问题:
(1)在线段
AB
上是否存在一点
K
,使得
BC
平面
DFK
?若存在,请正明你的
结论;若不存在,请说明理由。
(2)若平面
ADE
平面
ABCE
,求证:平面
BDE
平面
ADE
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13、如图,在四棱锥
PABCD
中,
ABAC,ABPA
,ABCD
,
AB2CD
,
E,F,G,M,N
分别是
PB,AB,BC,PD,PC
的中点。
(1)求证:
CE
平面
PAD
;
(2)求证:平面
EFG
平面
EMN
14、如图,
直四棱柱
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1<
br>中,
ABCD,ADAB,AB2
,AD=
2
,
AA1
3
,
E
为
CD
上一点,
DE1,EC
3
(1)证明:
BE
平面
BB
1
CC
1
;
(2)求点
B
1
到平面
EA
1
C
1
的距离。
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空间中的垂直关系
1.线面垂直
直线与平面垂直的判定定理:如果
,那么这条直
线垂直于这个平面。
推理模式:
直线和平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直
线
。
2.面面垂直
两个平面垂直的定义:相交成
的两个平面叫做互相垂直的平面。
两平面垂直的判定定理:(线面垂直
面面垂直)
如果
,那么这两个平面互相垂直。
推理模式:
两平面垂直的性质定理:(面面垂直
线面垂直)
若两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们的
的直线垂直于另
一个平面。
一般来说,线线垂直或面面垂直都可转化为线面垂
直来分析解决,其关系
判定判定
面面垂直.这三者之间的关系非常密
切,为:线线垂直
线面垂直
性质性质
可以互相转化
,从前面推出后面是判定定理,而从后面推出前面是性质定理.同
学们应当学会灵活应用这些定理证明问
题.在空间图形中,高一级的垂直关系中
蕴含着低一级的垂直关系,下面举例说明.
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例题:1.如图,AB是圆O的直径,C是圆周上一点,PA⊥平面ABC.
(1)求证:平面PAC⊥平面PBC;
(2)若D也是圆周上一点,且与C分居直径AB的
两侧,试写出图中所有互
相垂直的各对平面.
2、如图,棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
的侧面
BCC
1<
br>B
1
是菱形,
B
1
CA
1
B
<
br>证明:平面
AB
1
C
平面
A
1
B
C
1
3、如图所示,在长方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,AB=AD=1,AA
1
=2,M是棱CC1
的中点
(Ⅰ)求异面直线A
1
M和C
1
D
1
所成的角的正切值;
(Ⅱ)证明:平面ABM⊥平面A
1
B
1
M
1
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4、如图,
AB
是圆
O
的直径,
C
是圆周上一点,
PA
平面
A
BC
.若
AE
⊥
PC
,
E
为垂足,
F<
br>是
PB
上任意一点,求证:平面
AEF
⊥平面
PBC
.
5、如图,直三棱柱
ABC
—
A
1
B
1
C
1
中,
AC
=
BC
=1,∠
ACB
=90°,
AA
1
=
2
,
D
是
A
1
B
1
中点.(1)求证
C
1
D
⊥平面
A
1
B
;(2)当点
F
在
BB
1
上什么位置时,会使得
AB
1
⊥平面
C
1
DF
?并证明你的结论
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6、S是△ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC,求证AB⊥BC.
S
A
B
7、在四棱锥中,底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD
证明:AB⊥平面VAD
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V
D
A
B
C
8、如图,平行四边形
ABCD
中,
DAB
60
,
AB2,AD4
,将
CBD
沿
BD
折
起到
EBD
的位置,使平面
ED
B
平面
ABD
.
求证:
ABDE
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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9、如图,在
四棱锥
PABCD
中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、<
br>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
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10、如图,在三棱锥
SABC
中,平面
SAB<
br>平面
SBC
,
ABBC,ASAB
.过
A
作AFSB
,垂足为
F
,点
E,G
分别是棱
SA,SC
的中点。
求证:(1)平面
EFG
平面
ABC
(2)
BCSA
11、如图,在三棱锥
PABC
中,
D,E,F
分别是棱
PC,AC,AB
的中点,已知
PAAC,PA6,BC8,DF5
.
求证:(1)直线
PA
平面
DEF
;
(2)平面
BDE
平面
ABC
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12、如图,在正方形
ABCD
中,
AB
2,BC1,
E
是
CD
的中点,
F
是
AE
的中
点。现在沿
AE
将
ADE
向上折起,在折起的图形中解答下
列问题:
(1)在线段
AB
上是否存在一点
K
,使得
BC
平面
DFK
?若存在,请正明你的
结论;若不存在,请说明理由。
(2)若平面
ADE
平面
ABCE
,求证:平面
BDE
平面
ADE
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13、如图,在四棱锥
PABCD
中,
ABAC,ABPA
,ABCD
,
AB2CD
,
E,F,G,M,N
分别是
PB,AB,BC,PD,PC
的中点。
(1)求证:
CE
平面
PAD
;
(2)求证:平面
EFG
平面
EMN
14、如图,
直四棱柱
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1<
br>中,
ABCD,ADAB,AB2
,AD=
2
,
AA1
3
,
E
为
CD
上一点,
DE1,EC
3
(1)证明:
BE
平面
BB
1
CC
1
;
(2)求点
B
1
到平面
EA
1
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1
的距离。
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