两个平面垂直的判定和性质(一)
β α
小
结
二、二面角的平面角
1、定义 以二面角的棱上任意一点为 端点,在两个面内分别作垂 直于棱的两条射线,这两条 射线所成的角叫做二面角的 平面角.
P A
ι
β
B
α
2、求二面角的平面角方法 ①点P在棱上 —定义法
②点P在一个半平面上
③点P在二面角内
—三垂线定理法 —垂面法
β
B
ι
p
α
β
A B B
pβ
二面角
练习
C
B
1、如图,AB是圆的直径,PA垂 P 直圆所在的平面,C是圆上任一点, 则二面角P-BC-A的平面角为: A.∠ABP B.∠ACP C.都不是 A 2、已知P为二面角 内一 点,且P到两个半平面的距离都等 于P到棱的距离的一半,则这个二 面角的度数是多少? 60º
C P M α
C
A
O
B
P O
D
N
a
β
二面角
例 3 . 如 图 P 为 二 面 角 α–ι–β 内 一 点 , PA⊥α ,PB⊥β,且PA=5,PB=8,AB=7, 求这二面角的度数。
P
B
β
ι
O
A
α
二面角
例 4 .如图,三棱锥 P-ABC 的顶点 P 在底面 ABC上的射影是底面Rt△ABC斜边AC的中 点O,若PB=AB=1,BC= 1 ,求二面角 P-AB-C的正切值。
ι
p
α
β
A B B
pβ
β
B
p
α
A
ι
ι
O
α
A
3、研究与讨论
1. 二面角的平面角的顶点是二面角棱上的 任意 一点. _____ 2. 二面角的平面角的两边分别在二面角的 两个面 内. _______
垂直 3. 二面角的平面角的两边都与棱________.
4. 二面角的平面角所在的平面与二面角的棱 垂直 ________.
p
α
A
ι
ι
O
α
A
二面角
P
P
A
E
B
E
O
O
C
二面角
练习1:已知Rt△ABC在平面α内,斜边AB 在 30º 的二面角 α-AB-β 的棱上,若 AC=5 , BC=12,求点C到平面β的距离CO。
C α β O
A
D
B
练习 2 :在平面四边形 ABCD 中, AB=BC=2 , AD=CD= 15 , ∠B=120º ;将三角形ABC沿四 边形ABCD的对角线AC折起来,使DB′= , 求△AB 7 ′C所在平面与△ADC所在平面所成 二面角的平面角的度数。
二面角
两个平面垂直的 判定和性质(一)
二面角
一、二面角的定义
1.从空间一直线出发的两个半
平面所组成的图形叫做二面角
α
ι
β
(1)直 立式
(2)平卧式
2.二面角的表示
图(1)中,棱为AB,面为α、β的二面角,记 作二面角α—AB—β. 也可在α、β内(棱以外的半平面部分)分别取点 P、Q,将这个二面角记作二面角P—AB—Q.
(2)二面角的平面角是几度,就说这个二面角是 几度. (3)规定二面角的大小范围为0°~180°. ( 4 )二面角的两个面合成一个平面时,规定二 面角的大小为180°. 若一个二面角的平面角是直角,就说这个二面角 为直二面角.
二面角
2、作二面角的平面角的常用方法
①、点P在棱上 —定义法 ②、点P在一个半平面上 —三垂线定理法 ③、点P在二面角内 —垂面法
B’
D
C
O A B
二面角
A 为二面角 α– CD –β 的棱 CD 上 练习3 一 点 , AB 在 平 面 α 内 且 与 棱 CD 成 45º 角,又 AB 与平面 β 成 30º ,求二 面角α– CD – β的大小。
B C
α
D
A
E F
β
二面角
一、二面角的定义
从空间一直线出发的两个半 平面所组成的图形叫做二面角
β
B
p
α
Байду номын сангаас
O
ι
A
[例 1 ]河堤斜面与水平面所成二面角为 60°, 堤面上有一条直道CD,它与堤角的水平线AB的夹 角为 30°,沿这条直道从堤脚向上行走到 10 m时 人升高了多少?(精确到0.1 m)
二面角
例2.如图,已知P是二面角α-AB-β棱上一点, 过 P 分 别 在 α 、 β 内 引 射 线 PM 、 PN , 且 ∠ MPN=60º ∠BPM=∠BPN=45º , 求 此 二 面角的度数。
2.二面角的表示
如果棱为l,则这个二面角记作α—l—β或P—l—Q.
2.二面角的表示
研究图(2)中∠AOB与∠A′O′B′的大小.
二、二面角的平面角
1、定义
以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面 内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线 所成的角叫做二面角的平面角.
ι
P A
β
B
α
(1)度量二面角的大小,利用的是二面角的平面 角.
平面与平面垂直的判定和性质
A
O
BC 平面PAC 又BC 平面PBC 平面PBC 平面PAC.
【试金石】
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:平面A1C1CA 平面B1D1DB
解:
D1
在正方体ABCD A1B1C1D1中,AA1 面A1B1C1D 平面A1B1C1D1 AA1 B1D1 ,即B1D1 AA1 A1B1C1D1是正方形 B1D1 A1C1 又AA1 A1C1 A1 B1D1 平面AA1C1C
A
B α D
C
2.如图,已知 , l , AB , AB l , BC , DE , BC DE.求证:AC DE.
α l D β C
A B E
【课堂小结】
1.内容小结: (1)平面与平面垂直的判定:如果一个平面经过另一 个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直. (2)如果两个平面互相垂直,那么在一个面内垂直于 它们交线的直线垂直于另一个平面.
的判定方法.
【例1】如图,PA 垂直于☉O所在平面,C是圆周上异于 A,B的任意一点,试判断平面PAC与平面PBC的位置关系, 并说明理由. 解:平面PBC 平面PAC
P
PA o所在平面ABC, BC 平面ABC PA BC,即BC PA, AB是O的直径 BC AC PA AC A
【试金石】如图平行四边形ABCD中,AB=3,AD=6,
BAC 900 ,沿对角线AC折成直二面角,求折后两个顶
点B,D之间的距离.
B B C A D D D C
A
【检测】
1.如图,已知AB是平面α的垂线,AC是平面α的斜线, CD , CD AC .求证:平面ABC 平面ACD.
【数学课件】两个平面垂直的判定和性质
面面垂直
线面垂直
两个平面平行的判定定理: 如果一个平面经过另一个平面的一条
垂线,那么这两个平面相互垂直。
β A
B
α
a
? 思考题
已知:ABCD为正方形,SD⊥平面AC, 问:图中所示的7个平面中,共有多少个平面互相平行?
1.平面SAD⊥平面ABCD 2.平面SBD⊥平面ABCD 3.平面SCD⊥平面ABCD 4.平面SAD⊥平面SCD 5.平面SBC⊥平面SCD 6.平面SAB⊥平面SAD 7.平面SAC⊥平面SBD
S
D O
A
C B
两个平面垂直的性质定理:
如果两个平面垂直,那么在第一个平 面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个 平面的直线。
β
A
B
α
a
例1已知: α⊥β,P∈α,P∈a, a⊥β.
求证:a α. 证明:设α ∩ β= c,过点P在平面α内 作直线b⊥ c,根据上面的定理有b⊥β.
因为经过一点只能有
一条直线与平面β垂直,
所以直线a应与b直线
重合.
β
所以a α.
α
P
a
b
c
例1已知: α⊥β,P∈α,P∈a, a⊥β.
求证:a α.
如果两个平面垂直,那么经过 第一个平面内的一点垂直于第二 个平面的直线,再第一个平面 。
α
P
a
β
例2 求证:垂直于同一平面的两平面 的交线垂直于这个平面。 已知:α⊥γ,β ⊥γ,α ∩ β= а, 求证: a⊥γ.
证法三:
设α⊥γ于b,β ⊥γ于c.
在α内作 b′ ⊥ b, 所以 b′ ⊥ γ.
同理在β内作c′ ⊥ c,有c ′ ⊥ γ,
平面与平面垂直的判定和性质
课堂导入
建筑工人砌墙时,常用一端系有铅锤的线来检 查所砌的墙面是否和地面垂直,如果系有铅锤的线 和墙面紧贴,那么所砌的墙于地面垂直.这是为什 么呢?
W
1
平面与平面垂直的判定定理:
如果一个平面经过另一个平面的一条垂 线,那么这两个平面相互垂直。
已知: ,AB, α
求 证:
W
5
该命题是假命题。
由,平面 内的直线AB与不平一 垂 面定 直能
α
A
α A
D
β
D
B
B
C
C
那么还需添加什么条件,才能使命题为真?
W
β
6
若增加条件ABCD,则命题为真,即
α
AB
CD
AB
。
A
D
β
AB CD
B
C
平面与平面垂直的性质定理是:
如果两个平面相互垂直,那么在一个平面 内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。
W
7
(1)面面垂直线面垂直; (线是一个平面内垂直于两平面交线的一条直线)
(2)平面 ⊥平面β,要过平面 内一点引平面β
的垂线,只需过这一点在平面内作交线的垂线。
α
D
C
β
W
α A
D
β
B
C
8
例2、已知直线PA垂直于O所在的平面,A为垂足,AB为O的直径,C是圆周 上异于A、B的一点。
1)求证:平面PAC平面PBC;
α A
D
β
B
C
W
12
2)若PA=AB=a,
A C
6a 3
,
求
二面 P B角 C 的 A
两个平面垂直的判定和性质
两个平面垂直的判定和性质
α
l
所以 BD⊥α,BD⊥BC, 所以△CBD是 ⊥ , ⊥ , 所以△ 是 直角三角形, 直角三角形, 在直角△ 在直角△BAC中,BC= 3 + 4 = 5 中
2 2
在直角△CBD中,CD= 52 + 122 = 13 在直角△ 中 所以CD的长为 所以 的长为13cm. 的长为
β β α α
2. 平面与平面垂直的判定定理: . 平面与平面垂直的判定定理: ①文字语言:如果一个平面过另一个平面 文字语言: 的一条垂线,则这两个平面互相垂直; 的一条垂线,则这两个平面互相垂直; ②图形语言: 图形语言:
α
A B
β
③符号语言:AB⊥β,AB∩β=B, 符号语言: ⊥ , , AB
ALeabharlann 平面ACD⊥平面BDC; ⊥平面 平面 ;
D B C
(2)在原图中,直角△BAC,因为 )在原图中,直角△ , AB=AC=a,所以 ,所以BC= 2 a, , 所以 BD=DC=
2 2
a, ,
△BDC是等腰直角三角形。 是等腰直角三角形。 是等腰直角三角形 所以BC= 所以BC= 2 BD= a A 是等腰直角三角形。 △BDC是等腰直角三角形。 是等腰直角三角形 所以AB=AC=BC, , 所以 因此∠ 因此∠BAC=60°. °
B D C
练习题 1. 下列命题中正确的是( C ) . 下列命题中正确的是( 分别过两条互相垂直的直线, (A)平面 和β分别过两条互相垂直的直线, )平面α和 分别过两条互相垂直的直线 则α⊥β ⊥ 内的一条直线垂直于平面β内 (B)若平面 内的一条直线垂直于平面 内 )若平面α内的一条直线垂直于平面 的两条平行直线, 的两条平行直线,则α⊥β ⊥ 内的一条直线垂直于平面β内 (C)若平面 内的一条直线垂直于平面 内 )若平面α内的一条直线垂直于平面 的两条相交直线, 的两条相交直线,则α⊥β ⊥ 内的一条直线垂直于平面β内 (D)若平面 内的一条直线垂直于平面 内 )若平面α内的一条直线垂直于平面 的无数条直线, 的无数条直线,则α⊥β ⊥
【新教材】平面与平面垂直的判定(1)
二面角A的O平B面==角大A小O与B点 O在棱上的位置无
.O
l
A’
B’
关,等只角与定二理面:角如的果张一角个大角小的有两关边。和另 结个论二一同:面个,二角角那面的的么角平两这是面边两用角分个它多别角的大平相平,行等面就,。角说并)来这且度个方量二向的面相,角一是
O
A 多少度的二面角。
B
A
① 二面角的两个面重合: 0o; ② 二面角的两个面合成一个平面:180o; 二面角的范围:[ 0o, 180o ].
AA 平面ABCD
AA BD 又 BD AC
BD 平面ACCA
平面ABD 平面ACCA
例2 如图,AB是圆O的直径,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圆周上不 同于A,B的任意一点, 求证:平面PAC⊥平面PBC.
AB是圆O直径
PA⊥面ABC BC⊂面ABC
⇑
BC⊥AC
⇑
BC⊥PA
⇑
BC⊥面PAC
平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直 线和这个平面所成的角. 范围:[ 0o, 90o ].
问题
在铁路公路旁,为防止山体滑坡,常用石块修筑护 坡斜面,并使护坡斜面与水平面成适当的角度;修筑水坝 时,为了使水坝坚固耐用,必须使水坝面与水平面成适当 的角度,如何从数学的观点认识这种现象?
人教2019A版必修 第二册
【新教材】平面与平面垂直的判 定(1)
复习
1.在立体几何中,“异面直线所成的角”是怎样定义的? 直线a、b是异面直线,经过空间任意一点O,分别引直线a' //a, b'// b,我们把相交直线a' 和 b'所成的锐角 (或直角)叫做异面 直线所成的角. 范围:( 0o, 90o ]. 2.在立体几何中,"直线和平面所成的角"是怎样定义的?
两个平面垂直的判定与性质
• 两个平面垂直的判定定理 • 两个平面垂直的性质 • 两个平面垂直的判定与性质的关
系 • 两个平面垂直在实际生活中的应
用 • 两个平面垂直的典型例题解析
目录
01
两个平面垂直的判定定理
判定定理的内容
01
02
03
判定定理
如果一个平面内的两条相 交直线与另一个平面垂直, 则这两个平面垂直。
线来证明。
性质的应用
01
在几何学中,两个平面垂直的性 质可以用于证明空间几何中的一 些定理和性质,例如空间几何中 的勾股定理等。
02
在物理学中,两个平面垂直的性 质可以用于研究物体的运动和力 的作用,例如物体在重力作用下 的运动轨迹等。
03
两个平面垂直的判定与性质
的关系
判定与性质的联系
判定是性质的依据
两条相交直线
在给定平面内选择两条不 平行的直线,这两条直线 必须相交。
垂直关系
这两条相交直线必须与另 一个平面垂直。
判定定理的证明
证明思路
通过反证法证明,假设两个平面不垂直,则它们必然存在一个公共点,由此可以确定一条过该点的直线。由于这 条直线同时位于两个平面内,因此它必然与两个平面都垂直。这与题目中给定的条件矛盾,因此假设不成立,所 以两个平面垂直。
家装设计
在家装设计中,需要确保墙面、 地面和天花板之间的垂直度,以
提高家居的美观度和舒适度。
家具摆放
在家具摆放时,需要确保家具与 地面垂直,以提高家具的稳定性
和安全性。
悬挂物品
在悬挂物品时,需要确保物品与 墙面垂直,以提高物品的稳定性
和安全性。
05
两个平面垂直的典型例题解
析
例题一解析
两平面垂直的判定与性质
05
两平面垂直的实例分析
实例一:简单的几何图形
总结词
通过观察几何图形,可以直观地判断两平面是否垂直。
详细描述
在平面几何中,常见的图形如矩形、正方形和正六面体等,它们的相对面都是垂直的。通过观察这些图形的角和 边,可以直观地判断两平面是否垂直。
பைடு நூலகம்
实例二:建筑模型的分析
总结词
建筑模型中的墙面和地面通常都是垂直的。
判定定理的应用
应用场景
判定两平面是否垂直,特别是在几何、工程和物理学等领域中,两平面垂直的判 定定理具有广泛的应用价值。
实际应用
在建筑学中,为了确保结构的稳定性和安全性,需要判定各个平面是否垂直;在 机械工程中,判定两平面是否垂直对于零件的设计和制造至关重要;在物理学中 ,两平面垂直的判定定理可用于研究物体的运动轨迹和力的分布。
判定定理的证明
• 证明过程:设两平面分别为α和β,且α内的两条相交直线a和b 分别与β垂直。在直线a上任取一点A,由于a与β垂直,作直线c 平行于a且在β内,使得A落在c上。同理,在直线b上任取一点B, 作直线d平行于b且在β内,使得B落在d上。由于a和b相交,所 以点A和B确定了一个平面γ。由于c和d都在β内,且c与d相交, 所以β包含在γ内。又因为α与γ内的两条相交直线a和b都垂直, 所以α与γ垂直。由此可知,α与β垂直。
详细描述
在建筑领域,墙面和地面通常都是垂直的。这是因为垂直的 平面能够提供更好的支撑和稳定性。通过观察建筑物的结构 和设计,可以分析出两平面是否垂直。
实例三:物理实验的现象分析
总结词
物理实验中经常涉及到两平面垂直的情 况,如重力的方向与地面垂直。
VS
详细描述
在物理实验中,很多现象都涉及到两平面 垂直的情况。例如,在研究重力时,重力 的方向总是垂直于地面向下。通过分析这 些实验的现象和结果,可以深入理解两平 面垂直的性质和应用。
两个平面垂直判定与性质
垂直于平面的直线,必垂直于该平面内任一直线。
思考题与讨论
1. 思考
如何证明两个平面垂直?有哪些 方法?
• 答案
可以通过找到两平面的垂线,或者 证明一个平面内的一条直线垂直于 另一个平面来证明两个平面垂直。
2. 讨论
两个平面垂直的性质在实际应用中 有哪些用途?请举例说明。
思考题与讨论
01 02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
举例分析
例子1
在空间中,已知直线$l$经过点$A(1,2,3)$,且方向向量 为$mathbf{a} = (1,1,1)$。平面$alpha$经过点 $B(2,3,4)$和点$C(3,4,5)$,且法向量为$mathbf{n} = (1,1,1)$。判断直线$l$与平面$alpha$是否垂直。
分析
直。
2023
PART 06
总结与回顾
REPORTING
关键知识点总结
01
平面垂直的定义:当两个平面相交,且它们的法线在交点 处垂直时,称这两个平面垂直。
02
判定定理:若一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平 面垂直。
03
性质
04
垂直于同一平面的两个平面平行。
05
若两个平面都垂直于第三个平面,则它们的交线垂直于第 三个平面。
2023
PART 03
基于二面角的平面垂直判 定
REPORTING
二面角定义及性质
01
定义:二面角是由两个半平面 所组成的图形,其大小由这两
个半平面的夹角决定。
02
性质
03
04
二面角的大小与它的夹角的平 面角的大小相等。
当两个二面角的平面角相等时 ,称这两个二面角相等。
线线垂直、线面垂直、面面垂直的判定与性质
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,其关系为:线线垂直−−−→←−−−判定性质线面垂直−−−→←−−−判定性质面面垂直.这三者之间的关系非常密切,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.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111ABC A B C -的侧面11BCC B 是菱形,11B C A B ⊥证明:平面1AB C ⊥平面11A BC3、如图所示,在长方体1111ABCD A B C D -中,AB=AD=1,AA 1=2,M 是棱CC 1的中点(Ⅰ)求异面直线A 1M 和C 1D 1所成的角的正切值;(Ⅱ)证明:平面ABM ⊥平面A 1B 1M 14、如图,AB 是圆O的直径,C是圆周上一点,PA ⊥平面ABC .若AE ⊥PC ,E为垂足,F是PB 上任意一点,求证:平面AEF ⊥平面PBC .5、如图,直三棱柱ABC —A 1B 1C 1 中,AC =BC =1,∠ACB =90°,AA 1 =2,D是A 1B 1 中点.(1)求证C 1D ⊥平面A 1B ;(2)当点F 在BB 1 上什么位置时,会使得AB 1 ⊥平面C 1DF 并证明你的结论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.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VAD8、如图,平行四边形ABCD 中,60DAB ︒∠=,2,4AB AD ==,将CBD ∆沿BD 折起到EBD ∆的位置,使平面EDB ⊥平面ABD .VDC BA SA求证:AB DE ⊥9、如图,在四棱锥ABCD P -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,AB=AD ,∠BAD=60°,E 、F 分别是AP 、AD 的中点求证:(1)直线EF ‖平面PCD ;(2)平面BEF ⊥平面PAD10、如图,在三棱锥ABC S -中,平面⊥SAB 平面SBC ,AB AS BC AB =⊥,.过A 作SB AF ⊥,垂足为F ,点G E ,分别是棱SC SA ,的中点。
