《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.5 直線、平面垂直的判定與性質(zhì)課件 理 北師大版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 8.5 直線、平面垂直的判定與性質(zhì)課件 理 北師大版.ppt（50頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、8.5直線、平面垂直的判定與性質(zhì),知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),1.直線與平面垂直,任意,mn=O,a,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),b,ab,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),2.平面與平面垂直 (1)平面與平面垂直的定義 兩個(gè)平面相交,如果它們所成的二面角是,就說(shuō)這兩個(gè)平面互相垂直. (2)判定定理與性質(zhì)定理,直二面角,垂線,交線,l,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),直線與平面垂直的五個(gè)結(jié)論 (1)若一條直線垂直于一個(gè)平面,則這條直線垂直于這個(gè)平面內(nèi)的任意直線. (2)若兩條平行線中的一條垂直于一個(gè)平面,則另一條也垂直于這個(gè)平面. (3)垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行. (4)一條直線垂直于兩平行平面中的一個(gè),則這一條直線與另一個(gè)平面
2、也垂直. (5)兩個(gè)相交平面同時(shí)垂直于第三個(gè)平面,它們的交線也垂直于第三個(gè)平面.,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),1.判斷下列結(jié)論是否正確,正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫“”. (1)已知直線a,b,c,若ab,bc,則ac. () (2)直線l與平面內(nèi)的無(wú)數(shù)條直線都垂直,則l. () (3)設(shè)m,n是兩條不同的直線,是一個(gè)平面,若mn,m,則n. () (4)若兩平面垂直,則其中一個(gè)平面內(nèi)的任意一條直線垂直于另一個(gè)平面. () (5)若平面內(nèi)的一條直線垂直于平面內(nèi)的無(wú)數(shù)條直線,則. (),,,,,,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),2.已知互相垂直的平面,交于直線l.若直線m,n滿足m,n,則() A.mlB.mn C.nl
3、D.mn,C,解析:對(duì)于A,m與l可能平行或異面,故A錯(cuò);對(duì)于B、D,m與n可能平行、相交或異面,故B、D錯(cuò);對(duì)于C,因?yàn)閚,l,所以nl,故C正確.故選C.,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),3.如圖所示,在立體圖形D-ABC中,若AB=CB,AD=CD,E是AC的中點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是() A.平面ABC平面ABD B.平面ABD平面BDC C.平面ABC平面BDE,且平面ADC平面BDE D.平面ABC平面ADC,且平面ADC平面BDE,C,解析:AB=CB,且E是AC的中點(diǎn), BEAC,同理有DEAC, 而BEDE=E,AC平面BDE. AC在平面ABC內(nèi), 平面ABC平面BDE. 又AC在平面A
4、DC內(nèi), 平面ADC平面BDE.故選C.,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),4.(2018黑龍江哈爾濱押題卷(一),9)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,過(guò)直線B1D1的平面平面A1BD,則平面截該正方體所得截面的面積為(),D,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),解析:如圖所示,連接A1C1交B1D1于E,取AA1中點(diǎn)F,連接EF、AC1、FB1和FD1, 易得EFAC1,AC1面A1BD, EF面A1BD; EF面FB1D1, FB1D1為平面截該正方體所得截面,且EFB1D1;,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),5.在矩形ABCD中,AB
5、出下列結(jié)論: 存在某個(gè)位置,使得直線AC與直線BD垂直; 存在某個(gè)位置,使得直線AB與直線CD垂直; 存在某個(gè)位置,使得直線AD與直線BC垂直. 其中正確結(jié)論的序號(hào)是.(寫出所有正確結(jié)論的序號(hào)),,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),解析:如圖,AEBD,CFBD,連接CE, AB
6、CDAM. 又CDBD=D, AM平面BCD,即點(diǎn)A在平面BCD上的射影M位于邊BC上時(shí),直線AB與直線CD垂直,故正確;,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自測(cè),若存在某個(gè)位置,使得直線AD與直線BC垂直,則BC平面ACD,從而平面ACD平面BCD,即A在底面BCD上的射影應(yīng)位于線段CD上,這是不可能的,排除. 故答案為.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,證明空間線面垂直 例1(2018河南安陽(yáng)核心押題一,18)等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為6,O為三角形ABC的重心,EF過(guò)點(diǎn)O且與BC平行,將AEF沿直線EF折起,使得平面AEF平面BCFE. (1)求證:BE平面AOC; (2)求點(diǎn)O到平面ABC的距離.,考點(diǎn)5
7、,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(1)證明 因?yàn)镺為三角形ABC的重心, 所以AOBC,因?yàn)镋FBC,所以AOEF, 因?yàn)槠矫鍭EF平面BCFE,平面AEF平面BCFE=EF,AO平面AEF, 所以AO平面BCFE,因?yàn)锽E平面BCFE,所以AOBE, 因?yàn)镺為三角形ABC的重心,所以COBE, 因?yàn)锳O、CO平面AOC,AOCO=O,所以BE平面AOC. (2)解 等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為6,O為三角形ABC的重心,,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,思考證明線面垂直的常用方法有哪些? 思路分析(1)由已知條件證得AO平面BCFE,AOBE,COBE得證. (2)運(yùn)用等體積法求出點(diǎn)O
8、到平面ABC的距離. 解題心得證明線面垂直的常用方法 (1)利用線面垂直的判定定理. (2)利用“兩平行線中的一條與平面垂直,則另一條也與這個(gè)平面垂直”. (3)利用“一條直線垂直于兩個(gè)平行平面中的一個(gè),則與另一個(gè)也垂直”. (4)利用面面垂直的性質(zhì)定理.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1 如圖,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱長(zhǎng)都相等,ACBD=O,A1C1B1D1=O1,四邊形ACC1A1和四邊形BDD1B1均為矩形. (1)證明:O1O底面ABCD; (2)若CBA=60,求二面角C1-OB1-D的余弦值.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,(1
9、)證明 如圖,因?yàn)樗倪呅蜛CC1A1為矩形,所以CC1AC. 同理DD1BD.因?yàn)镃C1DD1, 所以CC1BD.而ACBD=O, 因此CC1底面ABCD. 由題設(shè)知,O1OC1C. 故O1O底面ABCD.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,(2)解 如圖,過(guò)O1作O1HOB1于H,連接HC1.由(1)知,O1O底面ABCD,所以O(shè)1O底面A1B1C1D1,于是O1OA1C1.又因?yàn)樗睦庵鵄BCD-A1B1C1D1的所有棱長(zhǎng)都相等,所以四邊形A1B1C1D1是菱形,因此A1C1B1D1,從而A1C1平面BDD1B1,所以A1C1OB1,于是OB1平面O1HC1,進(jìn)而OB1C1H.故C1H
10、O1是二面角C1-OB1-D的平面角.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,證明空間兩條直線垂直 例2(2018湖北荊州統(tǒng)考,18)如圖1所示,在梯形BCDE中,DEBC,且DE= BC,C=90,分別延長(zhǎng)兩腰交于點(diǎn)A,點(diǎn)F為線段CD上的一點(diǎn),將ADE沿DE折起到A1DE的位置,使A1FCD,如圖2所示. 圖1圖2 (1)求證:A1FBE; (2)若BC=6,AC=8,四棱錐A1-BCDE的體積為 ,求四棱錐A1-BCDE的表面積.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(1)證明 因?yàn)镃=90,即ACBC,且DEBC, 所以DEAC,則DEDC,DEDA1, 又因?yàn)镈CDA1=D, 所以
11、DE平面A1DC. 因?yàn)锳1F平面A1DC, 所以DEA1F. 又因?yàn)锳1FCD,CDDE=D, 所以A1F平面BCDE, 又因?yàn)锽E平面BCDE, 所以A1FBE.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,思考證明空間兩條直線垂直有哪些基本方法? 思路分析(1)先證DE平面A1DC,繼而DEA1F,又A1FCD,證得A1F面BCDE,即可證得A1FBE; (2)分別計(jì)算出梯形面積和四個(gè)三角形面積即可得到表面積.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,解題心得1.證明線線垂
12、直的常用方法 (1)利用特殊圖形中的垂直關(guān)系. (2)利用等腰三角形底邊中線的性質(zhì). (3)利用勾股定理的逆定理. (4)利用直線與平面垂直的性質(zhì). 2.在證明線線垂直時(shí),要注意題中隱含的垂直關(guān)系,如等腰三角形底邊上的高、中線和頂角的角平分線三線合一、矩形的內(nèi)角、直徑所對(duì)的圓周角、菱形的對(duì)角線互相垂直、直角三角形(或給出線段長(zhǎng)度,經(jīng)計(jì)算滿足勾股定理)、直角梯形等等.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2如圖,四面體ABCD中,ABC是正三角形,AD=CD. (1)證明:ACBD; (2)已知ACD是直角三角形,AB=BD,若E為棱BD上與D不重合的點(diǎn),且AEEC,求四面體ABC
13、E與四面體ACDE的體積比.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(1)證明 取AC的中點(diǎn)O,連接DO,BO. 因?yàn)锳D=CD,所以ACDO. 又由于ABC是正三角形,所以ACBO. 又DOBO=O,從而AC平面DOB,故ACBD. (2)解 連接EO. 由(1)及題設(shè)知ADC=90,所以DO=AO. 在RtAOB中,BO2+AO2=AB2. 又AB=BD,所以BO2+DO2=BO2+AO2=AB2=BD2,故DOB=90.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,證明空間兩個(gè)平面垂直 例3(2018山東臨沂沂水一中一模,18)如圖,四棱錐P-ABCD中, PCD為等邊三角形,CD=AD=
14、2AB,E,S,T,Q為CD,PA,PB,AD的中點(diǎn), ABC=BCD=PEA=90,平面STRQ平面ABCD=RQ. (1)證明:平面PAE平面STRQ; (2)若AB=1,求三棱錐Q-BCT的體積.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(1)證明 因?yàn)镋為CD的中點(diǎn),CD=2AB,ABC=BCD=90, 所以四邊形ABCE為矩形,所以AECD. 由已知易得RQCD,所以RQAE. 因?yàn)镻EA=90,PECD=E, 故AE平面PCD, 故平面PCD平面ABCD. 因?yàn)镻ECD,所以PE平面ABCD. 因?yàn)镽Q平面ABCD,所以RQPE. 又PEAE=E,所以RQ平面PAE. 所以平面P
15、AE平面STRQ.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,思考證明面面垂直的常用方法有哪些? 思路分析(1)先證明RQ平面PAE,即證明平面PAE平面STRQ. (2)先計(jì)算點(diǎn)T到平面BCQ的距離為 ,再求三棱錐Q-BCT的體積.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,解題心得1.面面垂直的證明方法 (1)定義法:利用面面垂直的定義,即判定兩平面所成的二面角為直二面角,將證明面面垂直問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明平面角為直角的問(wèn)題. (2)定理法:利用面面垂直的判定定理,即證明其中一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化成證明線面垂直加以解決. 2.三種垂
16、直關(guān)系的轉(zhuǎn)化 由于“線線垂直”“線面垂直”“面面垂直”之間可以相互轉(zhuǎn)化,因此整個(gè)證明過(guò)程圍繞著線面垂直這個(gè)核心展開,這是化解空間垂直關(guān)系難點(diǎn)的技巧所在. 3.兩平面垂直的性質(zhì)定理是把面面垂直轉(zhuǎn)化為線面垂直的依據(jù),運(yùn)用時(shí)要注意“平面內(nèi)的直線”這一條件.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(2018全國(guó)1,文18)如圖,在平行四邊形ABCM中, AB=AC=3,ACM=90.以AC為折痕將ACM折起,使點(diǎn)M到達(dá)點(diǎn)D的位置,且ABDA. (1)證明:平面ACD平面ABC; (2)Q為線段AD上一點(diǎn),P為線段BC上一點(diǎn),且BP=DQ= DA,求三棱錐Q-ABP的體積.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一
17、,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,垂直關(guān)系中的存在問(wèn)題 例4,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(1)證明 在直角梯形ABCD中,ABCD,ABBC,AB=2CD,DEAB, 沿DE將AED折起到A1ED的位置,DEA1E,DEBE, A1EBE=E,DE平面A1BE, A1B平面A1BE,DE丄A1B. (2)證明 取CD中點(diǎn)F,連接NF,MF, M,N分別為A1C,BE的中點(diǎn), MFA1D,NFDE, 又DEA1D=D,NFMF=F,DE平面A1DE,A1D平面A1DE,NF平面MNF,MF平面MNF, 平面A1DE平面MNF. MN平面A1ED.,考
18、點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,(3)解 取A1B的中點(diǎn)G,連接EG, A1E=BE,EGA1B, 由(1)知DE平面A1BE, DEBC,BC平面A1BE, EGBC, 又A1BBC=B,EG平面A1BC. 故棱A1B上存在中點(diǎn)G,使得EG平面A1BC,,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,思考探索性問(wèn)題的一般處理方法是什么? 解題心得線面垂直中的探索性問(wèn)題同“平行關(guān)系中的探索性問(wèn)題”的規(guī)律方法一樣,一般是先探求點(diǎn)的位置,多為線段的中點(diǎn)或某個(gè)三等分點(diǎn),然后給出符合要求的證明.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4如圖1,在直角梯形ABCD中,ABCD,ABBC, AB
19、=2CD,DEAB,沿DE將AED折起到A1ED的位置,連接A1B,A1C,M,N分別為A1C,BE的中點(diǎn),如圖2. (1)求證:DEA1B. (2)求證:MN平面A1ED. (3)在棱A1B上是否存在一點(diǎn)G,使得EG丄平面A1BC?若存在,求出 的值;若不存在,說(shuō)明理由.,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,(1)證明 在直角梯形ABCD中,ABCD,ABBC,AB=2CD,DEAB, 沿DE將AED折起到A1ED的位置,DEA1E,DEBE, A1EBE=E,DE平面A1BE, A1B平面A1BE,DE丄A1B. (2)證明 取CD中點(diǎn)F,連接NF,MF, M,N分別為A1C,
20、BE的中點(diǎn), MFA1D,NFDE, 又DEA1D=D,NFMF=F,DE平面A1DE,A1D平面A1DE,NF平面MNF,MF平面MNF, 平面A1DE平面MNF. MN平面A1ED.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,(3)解 取A1B的中點(diǎn)G,連接EG, A1E=BE,EGA1B, 由(1)知DE平面A1BE, DEBC,BC平面A1BE, EGBC, 又A1BBC=B,EG平面A1BC.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,垂直的綜合運(yùn)用 例5(2018全國(guó)2,文19)如圖,在三棱錐P-ABC中,AB=BC= , PA=PB=PC=AC=4,O為AC的中點(diǎn). (1)證明:
21、PO平面ABC; (2)若點(diǎn)M在棱BC上,且MC=2MB,求點(diǎn)C到平面POM的距離.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,思考空間距離如何求解? 解題心得1.直接找出過(guò)已知點(diǎn)的平面的垂線,利用平面幾何知識(shí)求解線段長(zhǎng)度,注意余弦定理和直角三角形中勾股定理的應(yīng)用. 2.利用等積轉(zhuǎn)化法求解,即三棱錐等體積轉(zhuǎn)化求解點(diǎn)面距離. 3.將線面距離和面面距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)面距離,將點(diǎn)面距離利用平行等價(jià)轉(zhuǎn)化為易求點(diǎn)的點(diǎn)面距離.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5(2018安徽安慶模擬,19)如圖,已知四棱錐P-ABCD
22、的底面為菱形,BCD=120,AP=BP. (1)求證:PCAB; (2)若AB=PC=2,PC與平面ABC成30角,求點(diǎn)D到平面PBC的距離.,(1)證明 取AB中點(diǎn)E,連PE,CE. AP=BP,ABPE. 又四邊形ABCD為菱形,且BCD=120, ABC為等邊三角形, ABCE. 又PECE=E, AB平面PCE. PC平面PCE,PCAB.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,考點(diǎn)5,(2)解 由(1)知AB平面PCE,AB平面ABC, 平面PCE平面ABC.過(guò)P作PFCE,垂足為F,則PF平面ABC, PCF為PC與平面ABC所成的角, PCF=30,,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,
23、1.轉(zhuǎn)化思想:垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化 2.在證明兩平面垂直時(shí),一般先從現(xiàn)有的直線中尋找平面的垂線,若圖中不存在這樣的直線,則可通過(guò)作輔助線來(lái)解決.如有平面垂直時(shí),一般要用性質(zhì)定理,在一個(gè)平面內(nèi)作交線的垂線,使之轉(zhuǎn)化為線面垂直,然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為線線垂直.故熟練掌握“線線垂直”“線面垂直”“面面垂直”間的轉(zhuǎn)化條件是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵.,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)四,1.在解決直線與平面垂直的問(wèn)題過(guò)程中,要注意直線與平面垂直的定義、判定定理和性質(zhì)定理的聯(lián)合交替使用,即注意線線垂直和線面垂直的互相轉(zhuǎn)化. 2.面面垂直的性質(zhì)定理是作輔助線的一個(gè)重要依據(jù).我們要作一個(gè)平面的一條垂線,通常是先找這個(gè)平面的一個(gè)垂面,在這個(gè)垂面中,作交線的垂線即可.,
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