三垂线定理及其应用
高三数学三垂线定理及其运用
B
b
9、已知斜三棱柱ABC－A1B1C1的各棱长均为2；侧棱与底面所成的角为 ,且侧面ABB1A1垂直于底面；判定B1C与C1A是否垂直；并证明你的结论。
C1
B1A1
C
B A
6、如图；E,F分别为正方体的面ADD1A1、面BCC1B1中心；则四边形BFD1E在该正方体的面上的射影可能是2,3。（要求：把可能的图的序号都填上）
D1C1
A1B1
E
F
D C (1) (2) (3) (4)
A BA
7、如图；已知三棱锥A-BCD中；AB⊥CD,AC⊥BD,
求证；AD⊥BC
D
B
C
8、已知AB是异面直线a、b的公垂到直线b的距离。
二、知能达标
1、如图：AB是圆的直径；C是圆周上一点；PC垂直圆所在平面；若BC=1,AC=2,则P到直线AB的距离为( D )
A . 1 B.2C. D. P
2.、PA、PB、PC是从P点引出的三条射线；它们每两条的夹角都是60°C
则直线PC与平面PAB所成的角是( C )AB
A 45°B60°C arccos D arctg
2如果直线a与平面 内的一条直线b平行；那么a∥ 。A B
3 如果直线a与平面 内的两条直线b、c都垂直；那么 。A
4如果平面 内的一条直线a垂直平面 ；那么 。
5、如图；∠BAD＝90°的等腰直角三角形ABD与正三角形CBDB D
所在的平面互相垂直；E是BC的中点；则AE与平面BCD所成的E
角的大小45°。C
3、三棱柱ABC－A1B1C1,侧棱BB1在下底面上射影平行AC；如果侧棱BB1与底面所成的角为30°；∠B1BC=60°；则∠ACB的余弦为(A)C1
【数学课件】三垂线定理
E
二、应用
例1.已知学校的旗杆高20米，测量得旗杆底部B到楼底 部的距离为8米，求旗杆顶部A到楼底部的距离。
A 解：过B作楼底部所在直线 EF 的垂线BC 垂足为C，
F
C
B
E
二、应用
例1.已知学校的旗杆高20米，测量得旗杆底部B到楼底 部的距离为8米，求旗杆顶部A到楼底部的距离。
A 解：过B作楼底部所在直线 EF 的垂线BC 垂足为C，
由三垂线定理知EFAC
F
C
B
E
二、应用
例1.已知学校的旗杆高20米，测量得旗杆底部B到楼底 部的距离为8米，求旗杆顶部A到楼底部的距离。
A 解：过B作楼底部所在直线 EF 的垂线BC 垂足为C，
由三垂线定理知EFAC
F
C
B
E
二、应用
例1.已知学校的旗杆高20米，测量得旗杆底部B到楼底 部的距离为8米，求旗杆顶部A到楼底部的距离。
证明：∵AC面，a 面
∴ACa
一、三垂线定理
1.三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条 A 斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
已知：AC和AB分别是平面的垂
线和斜线，BC是AB在平面
C
B
a
上的射影，a，aBC。 求证： aAB。
证明：∵AC面，a 面
∴ACa
∵BCa ，AC∩BC＝C
9.4 直线与平面垂直的判定和性质
————————————————————— —
§6 三垂线定理
教学目的
• 掌握三垂线定理及逆定理 • 运用三垂线定理及逆定理解决数学问题 • 在实际生活中运用三垂线定理及逆定理
重点与难点
•三垂线定理及逆定理的适用条件 •三垂线定理及逆定理的应用
浅析教学三垂线定理的实际应用
二
咨
旗 ｝
数
・ 堂 ｔ 。 工
解： 在道路边取一点 ｃ ， 使Ｂ Ｃ与道边所成水平 角等于 ９ Ｏ “ ． ‘ Ｂ Ｃ是 Ａ Ｃ的射 影 ， 且Ｃ Ｄ上Ｂ Ｃ， ． ． ． Ｃ Ｄ上 ｃ （ 三 垂 线 定理 ） ， 因此 斜
（ 一） 三垂线定理及其逆定理所论述的三个垂直关系以及所 涉及的一个平面， 即“ 一面四线” ｛ 其次掌握运用定理的五个步骤：
其关 键是 确定平 面 的垂线 。
我们在第一点中谈到从表面到内部， 制图中的投影方法是正 爹 我们看到的真实的形状， 且表面方法主要是在三方面进行 娄 § 确定 平面 作 出垂 线 ； 找到斜线； 确 定射 影 ； 得 出 所证 的垂 直 关 系。 投影，
的一个重要定理。它既是线面垂直关系的一个应用， 又为以后学习面面垂直， 研究空阃距离、 空间角、 多面体与旋转体的性质奠定了基础。
关键 词 ： 垂线 ； 空间 ； 三垂线 定理 中图分类号 ： Ｇ ６ ３ ３
一
文献 标识码 ： Ａ
文 章编号 ： １ ０ ０ ５— ６ ３ ５ １ （ ２ ０ １ ３ ） 一 ０ ２ — ０ １ ４ １ — ０ ２
一般情况下为前后、 左右、 上下。 这主要 理 和性质定 理 。要注 意从 图中找 线线 垂 直 （ 可 充分 利用 立 体图 形 是三个方向的观察顺序，
的概 念 ， 平 面 图形 的性质 ） 或通 过适 当作 辅助 线产 生线 线垂 直 ， 目 的接受各个表面的结构形状， 然后把三个方向的结构统一的结合 的是为运用三垂线定理及其逆定理创造条件。 起来 ， 在 我们 的脑子 中间 形成 了一 个 完整 的型 体 ， 并把 其 主 要 的 例ｌ 、 如图 １ ， 道路旁有一 条河 ， 彼岸有电塔 Ａ Ｂ， 高１ ５ ｍ， 只有 测角 器和皮 尺作 测量工 具 ， 不 过河 能否 求 出 电塔 顶 Ａ与道 路 的距 离？ （ 测 角器 只能测 水平 面角 ） （ 三） 针 对型 体的结 构进 行 分类 ， 主要 有 切 割 、 叠加 及杂 合三
三垂线定理及证明
三垂线定理及证明三垂线定理是几何学中的重要定理之一。
它指出，在一个三角形中，从顶点向对边作垂线，这些垂线的交点将会共线。
这一定理的证明可以通过几何推理来完成。
我们来考虑一个任意的三角形ABC。
我们从顶点A向边BC作垂线AD，从顶点B向边AC作垂线BE，从顶点C向边AB作垂线CF。
我们的目标是证明这三条垂线所在的线段DF是共线的。
为了证明这一点，我们需要使用一些基本的几何定理和性质。
首先，我们知道在一个直角三角形中，垂线会相交于直角顶点。
所以，我们可以得出结论，AD与BC相交于点D，BE与AC相交于点E，CF与AB相交于点F。
接下来，我们需要证明点D、E、F三者共线。
我们可以通过反证法来进行证明。
假设点D、E、F不共线，即它们不在同一条直线上。
那么我们可以得出结论，线段DE与线段DF不平行，且线段EF与线段DF不平行。
现在我们来考虑三个小三角形，即三角形ADE、三角形BEF和三角形CDF。
由于线段DE与线段DF不平行，根据平行线性质可知，∠DAE与∠DFA不等。
同理，根据线段EF与线段DF不平行，可知∠FEB与∠FDB不等。
从而我们可以得到结论，∠DAE + ∠FEB + ∠FDB ≠ 180°，这与三角形内角和定理相矛盾。
因此，我们可以推断出点D、E、F必须共线。
这就证明了三垂线定理。
三垂线定理在几何学中有着广泛的应用。
首先，在解决三角形相关问题时，我们可以利用三垂线定理来推导出一些有用的结论。
例如，通过三垂线定理，我们可以证明三角形的垂心存在，即三条垂线的交点。
垂心在三角形的性质研究中有着重要的地位。
三垂线定理也可以用于解决一些几何问题。
例如，在解决平面几何问题时，我们可以利用三垂线定理来推导出一些几何关系，从而简化问题的解决过程。
总结起来，三垂线定理是几何学中的重要定理之一。
它指出，在一个三角形中，从顶点向对边作垂线，这些垂线的交点将会共线。
这一定理可以通过几何推理来证明，其证明过程中运用了一些基本的几何定理和性质。
三垂线定理及其逆定理三垂线定理的应用三垂线法求二面角
三垂线定理及其逆定理•正射影的概念：自一点向平面引垂线，垂足叫做这一点在平面内的正射影（简称为射影）；平面的斜线的概念：如果一条直线和一个平面相交但不垂直，那么这条直线叫做这个平面的斜线，斜线和平面的交点叫做斜足。
•三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
三垂线定理的逆定理：如果平面内一条直线和穿过该平面的一条斜线垂直，那么这条直线也垂直于这条斜线在平面内的射影。
•三垂线定理与其逆定理的关系：即：•三垂线定定理的主要应用：证明线线、线面垂直，求点到线的距离、二面角大小。
应用两个定理解题的一般思路：平面内的一条直线，如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
三垂线定理的逆定理：如果平面内一条直线和穿过该平面的一条斜线垂直，那么这条直线也垂直于这条斜线在平面内的射影。
证明：1）用线面垂直证明已知：如图，PO在α上的射影OA垂直于a三垂线定理的证明三垂线定理的证明求证：OP⊥a证明：过P做PA垂直于α∵PA⊥α且a⊆α∴a⊥PA又a⊥OAOA∩PA=A∴a⊥平面POA∴a⊥OP（2）用向量证明三垂线定理1.已知：PO，PA分别是平面α的垂线，斜线，OA是PA在α内的射影，向量b包含于α，且向量b垂直于OA，求证：向量b垂直于PA证明：∵PO垂直于α，∴PO垂直于b，又∵OA垂直b，向量PA=（向量PO+向量OA）∴向量PA·向量b=（向量PO+向量OA）·向量b=（向量PO·向量b）+（向量OA·向量b ）=0，∴PA⊥向量b。
2.已知三个平面OAB，OBC，OAC相交于一点O，∠AOB=∠BOC=∠COA=60度，求交线OA与平面OBC所成的角。
解：∵向量OA=（向量OB+向量AB），O是内心，又∵AB=BC=CA，∴OA与平面OBC所成的角是30°。
用途在做图中，做二面角的平面角在证明中，证明线线垂直在计算中，用归纳法归拢已知条件，便于计算口诀线射垂，线斜垂；线斜垂，线射垂。
高中数学 三垂线定理以及应用
O
B
C
解题回顾
关于三垂线定理的应用，关键是找出平面(基准 面)以及垂线。射影就可以由垂足、斜足来确定。 从三垂线定理的证明中得到证明a⊥b的一个程 序：一垂、二射、三证。即 第一、找平面(基准面)及平面垂线。
第二、找射影线，这时a、b便成平面上的一条 直线与一条斜线。
第三、证明射影线与直线a垂直，从而得出a与b 垂直。
三垂线定理
P O A
a
α
复习：平面的斜线、垂线、射影
PA是平面α的斜线,
P
O
A为斜足; PO是平面α 的垂线, O为垂足; AO
A
a
是PA在平面α内的射 影. 如果a α, a⊥AO， 思考a与PA的位置关 系如何？
α
a⊥PA
为什么呢？
三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的 一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
A
a
O
A
a
直线和平 面垂直
平面内的直线 和平面一条斜 线的射影垂直
平面内的直线 和平面的一条 斜线垂直
三垂线定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的 一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。
对三垂线定理的说明： 1.三垂线定理描述的是斜线(PA)、射影(AO)、 直线(a)之间的垂直关系。 P 2.三垂线定理的实质 a 是平面的一条斜线和平面 内的一条直线垂直的判定 O A α 定理。其中直线a与PA可以 相交，也可以异面。 3. 三垂线定理中垂线、斜线、射影、直线都是 相对于一个平面而言，即四线一面，所以把该平面 称为基准平面。 但基准 平面不一定是水平的。
A A1 D1 B1 C1
D
B
C
三垂线定理
浅谈对三垂线定理模型的了解和熟练运用
浅谈对三垂线定理模型的了解和熟练运用
三垂线定理是一种重要的几何学定理，是数学领域里著名的古典定理之一，也
是几何学领域中最重要的定理，由古希腊数学家尼萨德先生所提出。
它指明了在一个三角形中，任意一条垂线到各条边的距离之和等于另一条垂线到同样的边的距离之和。
通俗地说，就是当三角形三边的一个垂足与另两边构成的两个直角三角形的等腰三角形，其他的垂足到同样的两边的距离之和等于在一路边上的两个垂足到对应两边的距离之和。
它只涉及到三角形，是一种有关它自身内部条件的研究。
三垂线定理可以帮助我们快速解决三角形里的各种几何问题，如内外和平面角，质心和外心等，平时也可以把它应用到求解体育运动、法律继承问题中去，当遇到复杂的几何问题时，只要我们熟练掌握三垂线定理，就能够帮助我们在解题中获得更多的线索，大大提高解题的效率。
三垂线定理简单易懂，但要想恰到好处地运用它，需要广泛运用数学知识，在
实际解题之前要把问题想清，运筹帷幄，全面梳理出问题中存在的条件，对关键条件进行分析和评估，这样才能让解题过程更加顺利，最终获得更优质的解答。
三垂线定理是一种重要的几何学定理，无论是求解几何问题还是用于涉及其他
范畴的应用，都可以有效地帮助人们更加快捷地解决问题。
因此，想要熟练掌握三垂线定理，细心分析问题，把握出垂线定理的逻辑关系，利用之精准求解，是我们应尽的义务之一。
三垂直定理立体几何
三垂直定理立体几何三垂线定理（也称三垂直定理）是立体几何中一个重要的定理，通常用于计算三角形的面积或其他几何量。
在三维空间中，如果一个点P在三角形ABC所在平面上，那么它到三角形的三个顶点的连线所在的直线都与三角形的平面垂直。
换句话说，点P到三角形的三个边AB、BC、CA 所在平面的距离都是垂直距离。
证明：设点P在平面ABC上，向量a、b、c分别表示边向量AB、BC、CA，则向量n=a×b表示平面ABC的法向量（叉积）。
点P到平面ABC的距离（设为h）满足n·OP=h|n|，其中OP 为点P到原点O的向量。
考虑向量PA在向量n上的投影PA'，即PA'=(PA·n/|n|)n/|n|。
根据余弦公式，PA·PB=PA^2+PB^2-AB^2/2，因此PA·n=PA·(a×b)=PA·c^2/2SABC。
将上述若干式子代入n·OP=h|n|中，得到PA'=PA·c^2/(2SABC)|n|/|c×(PA×c)|同理，PB'和PC'也可以表示为三垂线上的垂直距离分别为h=PA'，h=PB'和h=PC'。
应用：利用三垂线定理，可以方便地计算三角形的面积。
设三角形ABC的三边长分别为a、b、c，其半周长为s=(a+b+c)/2，则三角形的面积S可以表示为S=abc/4R=1/2absinC=1/2crsinA=1/2basinC其中R为三角形外接圆半径，A、B、C为三角形的角度。
由于三条垂线的长度都可以用三条边的长度表示，因此可以通过这些式子计算出三角形的面积。
三垂线还可以用于计算三角形垂心（三条垂线交点）、oktane棱锥的体积等相关几何量。
需要注意的是，在三维空间中绝大多数点不在三角形所在平面上，因此计算其垂距要用到点到平面的距离公式。