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平面与平面垂直的判定;知识点一 二面角的概念;(4)记法:二面角 或 或 或P-AB-Q.
(5)二面角的平面角:若有①O l;②OA α,OB β;③OA l,OB l,则二面角α-l-β的平面角是 .;知识点二 平面与平面垂直;梳理 两面垂直的定义及判定
(1)平面与平面垂直
①定义:一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是 ,就说这两个平面互相垂直.
②画法:;(2)判定定理;类型一 证明面面垂直;解 取棱AD的中点M(M∈平面PAD),点M即为所求的一个点,理由如下:;(2)证明:平面PAB⊥平面PBD.;证明 由已知,PA⊥AB,PA⊥CD.;又AB∩AP=A,AB,AP?平面PAB,
所以BD⊥平面PAB.
又BD?平面PBD,
所以平面PAB⊥平面PBD.;引申探究
1.若将本例条件改为“PA垂直于矩形ABCD所在的平面”,试证明:平面PCD⊥平面PAD.;证明 因为PA⊥平面ABCD,
所以PA⊥CD,因为四边形ABCD为矩形,
所以CD⊥AD,又AD∩PA=A,AD,PA?平面PAD,
所以CD⊥平面PAD,又CD?平面PCD,
所以平面PCD⊥平面PAD.;2.若将本例条件改为“PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,PB=BC,M是PC中点”,试证明:平面MBD⊥平面PCD.;证明 连接AC,则BD⊥AC.
由PA⊥底面ABCD,可知BD⊥PA,又AC∩PA=A,AC,PA?平面PAC,
所以BD⊥平面PAC,所以BD⊥PC,
因为PB=BC,M是PC中点,所以BM⊥PC,
又BD∩BM=B,BM,BD?平面BMD,
所以PC⊥平面MBD.
而PC?平面PCD,
所以平面MBD⊥平面PCD.;反思与感悟 证明面面垂直常用的方法
(1)定义法:即说明两个半平面所成的二面角是直二面角.
(2)判定定理法:在其中一个平面内寻找一条直线与另一个平面垂直,即把问题转化为线面垂直.
(3)性质法:两个平行平面中的一个垂直于第三个平面,则另一个也垂直于此平面.;例2 (1)有下列结论:
①两个相交平面组成的图形叫作二面角;
②异面直线a,b分别和一个二面角的两个面垂直,则a,b所成的角与这个二面角的平面角相等或互补;
③二面角的平面角是从棱上一点出发,分别在两个面内作射线所成的角;
④二面角的大小与其平面角的顶点在棱上的位置没有关系.其中正确的是
A.①③ B.②④ C.③④ D.①②;解析 由二面角的???义:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫作二面角,所以①错误,易知②正确;
③中所作的射线不一定垂直于二面角的棱,故③错误;
由定义知④正确.故选B.;(2)如图,已知Rt△ABC,斜边BC?α,点A?α,AO⊥α,O为垂足,∠ABO=30°,∠ACO=45°,求二面角A-BC-O的大小.;解 如图,在平面α内,
过O作OD⊥BC,垂足为点D,
连接AD,
设CO=a.
∵AO⊥α,BC?α,
∴AO⊥BC.
又AO∩DO=O,
∴BC⊥平面AOD.
而AD?平面AOD,
∴BC⊥AD,;∴∠ADO即为二面角A-BC-O的平面角,
由AO⊥α,OB?α,OC?α,得
AO⊥OB,AO⊥OC,
又∠ABO=30°,∠ACO=45°,;在Rt△AOD中,;反思与感悟 (1)定义法:在二面角的棱上找一点,在两个半平面内过该点分别作垂直于棱的射线.
(2)垂面法:过棱上一点作与棱垂直的平面,该平面与二面角的两个半平面形成交线,这两条射线(交线)所成的角,即为二面角的平面角.
(3)垂线法:利用线面垂直的性质来寻找二面角的平面角,这是最常用也是最有效的一种方法.
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