在高考数学里,要求考生应掌握平面基本性质、空间两条直线、直线和平面、两个平面的位置关系(特别是平行和垂直关系)以及它们所成的角与距离的概念。同时,要能运用上述概念以及有关两条直线、直线和平面、两个平面的平行和垂直关系的性质与判定,进行论证和解决有关问题。

也就是说,直线与平面的位置关系属于高考数学一个常考内容。今天,我们就一起来讲讲直线与平面垂直有关的知识内容和题型,希望能帮助考生提高复习效率。

掌握平面的基本性质,会用斜二侧的画法画水平放置的平面图形的直观图。能够画出空间两条直线、直线和平面的各种位置关系的图形。能够根据图形想像它们的位置关系。

掌握两条直线平行与垂直的判定定理和性质定理。

掌握两条直线所成的角和距离的概念。对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线时的距离。

掌握直线和平面垂直的判定定理和性质定理。

掌握斜线在平面上的射影、直线和平面所成的角、直线和平面的距离的概念。掌握三垂线定理及其逆定理。

掌握两个平面垂直的判定定理和性质定理。

以上这些都是要求考生熟练掌握的知识内容,只要抓好基础,才能获取高分。

直线与平面垂直有关的试题分析,讲解1:

设a,b是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列四个命题:

①若a⊥b,a⊥α,bα,则b∥α;②若a∥α,a⊥β,则α⊥β;③若a⊥β,α⊥β,则a∥α或aα;④若a⊥b,a⊥α,b⊥β,则α⊥β.

其中正确命题的个数为(  )

A.1          

B.2

C.3

D.4

解:选D 对于①,由b不在平面α内知,直线b或者平行于平面α,或者与平面α相交,若直线b与平面α相交,则直线b与直线a不可能垂直,这与已知“a⊥b”相矛盾,因此①正确.

对于②,由a∥α知,在平面α内必存在直线a1∥a,又a⊥β,所以有a1⊥β,所以α⊥β,②正确.

对于③,若直线a与平面α相交于点A,过点A作平面α、β的交线的垂线m,则m⊥β,又α⊥β,则有a∥m,这与“直线a、m有公共点A”相矛盾,因此③正确.

对于④,过空间一点O分别向平面α、β引垂线a1、b1,则有a∥a1,b∥b1,又a⊥b,所以a1⊥b1,所以α⊥β,因此④正确.综上所述,其中正确命题的个数为4.

解题反思:

证明直线和平面垂直的常用方法有:

(1)利用判定定理.

(2)利用判定定理的推论(a∥b,a⊥αb⊥α).

(3)利用面面平行的性质(a⊥α,α∥βa⊥β).

(4)利用面面垂直的性质.

当两个平面垂直时,在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。

直线与平面垂直有关的试题分析,讲解2:

如图所示,在四棱锥P-ABCD中,AB⊥平面PAD,AB∥CD,PD=AD,E是PB的中点,F是DC上的点且DF=AB/2,PH为△PAD中AD边上的高.

(1)证明:PH⊥平面ABCD;

(2)若PH=1,AD=√2,FC=1,求三棱锥E-BCF的体积;

(3)证明:EF⊥平面PAB.

直线与平面垂直有关的试题分析,讲解3:

如图所示,已知PA⊥矩形ABCD所在平面,M,N分别是AB,PC的中点.

(1)求证:MN⊥CD;

(2)若∠PDA=45°,求证:MN⊥平面PCD.

判定面面垂直的方法:

(1)面面垂直的定义.

(2)面面垂直的判定定理(a⊥β,aαα⊥β).

在已知平面垂直时,一般要用性质定理进行转化,转化为线面垂直或线线垂直.

转化方法:在一个平面内作交线的垂线,转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直.

在证明两平面垂直时,一般先从现有的直线中寻找平面的垂线,若这样的直线图中不存在,则可通过作辅助线来解决,如有平面垂直时,一般要用性质定理.

几个常用的结论:

(1)过空间任一点有且只有一条直线与已知平面垂直.

(2)过空间任一点有且只有一个平面与已知直线垂直.

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