立体几何线面垂直的证明
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立体几何证明
【知识梳理】
1. 直线与平面平行
判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内一条直线平行,那么这条
直
线和这个平面平行.(“线线平行
线面平行”)
性质定理:如果一条直
线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平
面相交,那么这条直线和交线平行.(“线面平行
线线平行”)
2..直线与平面垂直
判定定理一 如果一
条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么
这两条直线垂直于这个平面.(“线线垂直
线面垂直”)
判定定理二:如果平行线中一条直线垂直于一个平面,那么另一条也垂直
于这个平面.
性质1.如果一条直线垂直于一个平面,那么这条直线垂直于这个平面内的
所有直线。
(线面垂直
线线垂直)
性质2:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行.
三。平面与平面
空间两个平面的位置关系:相交、平行.
1. 平面与平面平行
判定定理:如果
一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这
两个平面平行.(“线面平行
面面平行”)
2. 两个平面垂直
判定定理:如果一条直线与一个平面垂直,
那么经过这条直线的平面垂直
于这个平面.(“线面垂直
面面垂直”)
性
质定理:如果两个平面垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线也
垂直于另一个平面.(面面垂直
线面垂直)
1
知识点一
【例题精讲】
1.在棱长为2的正方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,E、F分别为
DD
1
、D
B的中点。
(1)求证:EF平面
ABC
1
D
1
;(2)求证:
平面B
D
1
C
1
B
1
C
EF
B
1
C
;
(3)求三棱锥
B
1
EFC
的体积V.
2.如图所示,
四棱锥
P
ABCD
底面是直角梯形,
BAAD,CDAD,CD2AB,PA
底面
ABCD
,
E
为
PC
的
中点,
PA
=
AD
=
AB
=1.
(1)证明:
EB平面PAD
;
(2)证明:
BE平面PDC
;
(3)求三棱锥
B
PDC
的体积
V
.
3、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)AE⊥CD(2)PD⊥平面ABE.
2
<
br>4、.如图,三棱柱ABC﹣A
1
B
1
C
1
中,CA
=CB,AB=AA
1
,∠BAA
1
=60°(Ⅰ)证明:AB⊥A
1
C;
练习
1、如图,菱形ABCD与等边△PAD所在的平面相互垂直,AD=2,∠
DAB=60°.
(Ⅰ)证明:AD⊥PB;(Ⅱ)求三棱锥C﹣PAB的高.
2.如图
1-4所示,△ABC和△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC=BD=2,
∠ABC=∠DBC=
120°,E,F,G分别为AC,DC,AD的中点.求证:EF⊥
平面BCG;
3.如图1-1所示,三棱柱ABC - A
1
B
1
C<
br>1
中,点A
1
在平面ABC内的射影D在AC
上,∠ACB=90°,
BC=1,AC=CC
1
=2.
(1)证明:AC
1
⊥A
1
B;
4
、如图,在三棱台ABC﹣DEF中,平面BCFE⊥平面ABC,∠ACB=90°,BE=EF=FC=1,
BC=2,AC=3.(Ⅰ)求证:BF⊥平面ACFD;(Ⅱ)求直线BD与平面ACFD所成角的余
弦
值.
3
5、三棱锥P﹣ABC中,∠BAC=90
°,PA=PB=PC=BC=2AB=2,(1)求证:面PBC⊥面ABC
6.已知四棱锥P-ABCD中,底面四边形为正方形,侧面PDC为正三角形,且平面
PDC
⊥底面ABCD,E为PC的中点.(1)求证:PA∥平面EDB;
(2)求证:平面EDB⊥平面PBC;
7、如图,在四棱锥P-ABCD中,底
面ABCD为矩形,平面PAB⊥平面ABCD,
PA⊥PB,BP=BC,E为PC的中点.(1)求
证:AP∥平面BDE;
2.求证BE 垂直平面PAC
8、将如图一的矩形ABMD沿CD翻折后构成一四棱锥M﹣ABCD(如图二),
若在四棱锥M﹣ABCD中有MA=
﹣ABCD的体积.
.(1)求证:AC⊥MD;(2)求四棱锥M
4
作业
1、如图1,菱形ABCD的边长为12,∠BAD=60°,AC交BD于点O.将菱形
AB
CD沿对角线AC折起,得到三棱锥B﹣ACD,点M,N分别是棱BC,AD
的中点,且DM=6.
(Ⅰ)求证:OD⊥平面ABC;
2、
如图,在斜三棱柱ABC﹣A1
B
1
C
1
中,O是AC的中点,A
1
O⊥平
面ABC,∠BCA=90°,
AA
1
=AC=BC.(Ⅰ)求证:A
1B⊥AC
1
;
3、如图所示,四棱锥P﹣AB
CD的侧面PAD是边长为2的正三角形,底面ABCD
是∠ABC=60°的菱形,M为PC的中点,
PC=.(Ⅰ)求证:PC⊥AD;
5
1
4、如图,四棱锥P-ABCD中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,AB=BC
=AD,E,
2
F分别为线段AD,PC的中点.
(Ⅰ)求证:AP∥平面BEF;
(Ⅱ)求证:BE⊥平面PAC.
<
br>5、如图,四棱锥S﹣ABCD中,AB∥CD,BC⊥CD,侧面SAB为等边三角形.AB=BC=2
,
CD=1,SD=.(1)证明:CD⊥SD;
6.如图,四棱锥S﹣ABCD中,△ABD是正三角形,CB=CD,SC⊥BD.
(Ⅰ)
求证:SB=SD;(Ⅱ)若∠BCD=120°,M为棱SA的中点,求证:DM∥平面SBC.
7、如图,在矩形
ABCD
中,点
E
为边
AD
上的
点,点
F
为边
CD
的中点,
ABAE
2
AD
4
,现将
ABE
沿
BE
边折至
PBE
位置,
且平面
PBE
平面
3
BCDE
.
6
A
E
P
D
E
F
D
B
C
B
C
(1)求证:平面
PBE
平面
PEF
;
8、如图5.在椎体P-ABCD中,ABCD是边长为1的棱形,
且∠DAB=60
,
PAPD2
,PB=2,
E,F分别是BC,PC的中点.
(1) 证明:AD
平面DEF;
9、在如图所示的多面体
A
BCDEF
中,
ABCD
为直角梯形,
ABCD
,
DAB
90
,四边形
ADEF
为等腰梯形,
EFAD
,已知
A
EEC
,
ABAFEF2
,
ADCD4
.
(Ⅰ)求证:平面ABCD平面
ADEF
10.如图,在底面为平行四边
形的四棱锥PABCD中,ABAC,
PA
平面
ABCD,且
PAA
B
,点
E
是
PD
的中点.
(Ⅱ)求证:
PB
平面
AEC
;
7
11.棱长为2的正方体A
BCD﹣A
1
B
1
C
1
D
1
中,M是棱A
A
1
的中点,过C、M、D
1
作正方体的截面,则截面的面积是
8