数学百大经典例题——两平面垂直地判定和性质(新课标)

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典型例题一

例1.根据叙述作图,指出二面角的平面角并证明.

(1)如图1,已知????l,A?l.在?内作PA?l于A,在?内作QA?l于A.

(2)如图2,已知????l,A??,A?l.作AP??于P,在?内作AQ?l于Q,连结PQ.

(3)已知????l,A??,A??.作AP??于P,AQ??于Q,l?平面

PAQ?H,连结PH、QH.

作图与证明在此省略.

说明:本题介绍了作二面角的平面角的三种常用方法,其中用三垂线定理及逆定理的方法最常用,还需补充这种方法的其他典型图形.

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典型例题二

例2. 如图,在立体图形D?ABC中,若AB?CB,AD?CD,E是AC的中点,则下列命题中正确的是( ).

(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

分析:要判断两个平面的垂直关系,就需固定其中一个平面,找另一个平面内的一条直线与第一个平面垂直.

解:因为AB?CB,且E是AC的中点,所以BE?AC,同理有DE?AC,于是AC?平面BDE.因为?CA平面ABC,所以平面ABC?平面BDE.又由于AC?平面ACD,所以平面ACD?平面BDE.所以选C.

说明:本题意图是训练学生观察图形,发现低级位置关系以便得到高级位置关系.在某一个平面内,得到线线垂直的重要途径是出现等腰三角形底边的中线,由线线垂直得到线面垂直,由线面垂直可得到面面垂直.

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典型例题三

例3.如图,P是?ABC所在平面外的一点,且PA?平面ABC,平面PAC?平面

PBC.求证BC?AC.

分析:已知条件是线面垂直和面面垂直,要证明两条直线垂直,应将两条直线中的一条纳入一个平面中,使另一条直线与该平面垂直,即从线面垂直得到线线垂直..

证明:在平面PAC内作AD?PC,交PC于D.因为平面PAC?平面PBC于PC,

AD?平面PAC,且AD?PC,所以AD?平面PBC.又因为BC?平面PBC,于是

有AD?BC①.另外PA?平面ABC,BC?平面ABC,所以PA?BC.由①②及

AD?PA?A,可知BC?平面PAC.因为AC?平面PAC,所以BC?AC.

说明: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,通过本题可以看到,面面垂直?线面垂直?线线垂直.

典型例题四

例4.如图,AB是⊙O的直径,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圆周上异于A、B的任意一点,求证:平面PAC?平面PBC.

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